[发明专利]电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及能够对流过导体的电流变化高灵敏度地进行感测的小型的电流传感器。

背景技术

一般作为测定用于进行控制设备等的控制的控制电流的方法，有对通过该控制电流产生的电流磁场的梯度进行检测而间接地进行测定的方法。具体地说，例如是如下方法：使用4个表现出巨磁阻效应（Giant Magneto-Resistive effect）的巨磁阻效应元件（以下，称为GMR元件）等磁阻效应元件形成惠斯通电桥，配置在上述电流磁场中，对其梯度进行检测（例如，参照专利文献1）。

这样，通过形成惠斯通电桥，能够将来自外部的噪声（干扰磁场）和环境温度产生的影响抑制到较低。特别是，在4个磁阻效应元件的特性均一的情况下，能够获得更稳定的检测特性。

此外，还公开有通过设置补偿电流线，进一步降低输出电压的起因于环境温度或来自外部的噪声的变化的例子（例如，参照专利文献2）。

进而，近年来由于对更微弱的电流进行检测的必要性正在提高，所以作为磁阻效应元件谋求阻抗大且灵敏度更高的元件。但是，当按这样使用高阻抗且高灵敏度的磁阻效应元件构成惠斯通电桥时，往往容易产生大的偏移输出或使连接电阻的偏差等变大。因此，构成惠斯通电桥的4个磁阻效应元件的平衡调整一般很困难。因此，本申请人之前提出了能够更简便地进行零磁场下的偏移输出调整并能对检测对象电流引起的电流磁场高灵敏度且高精度地进行检测的电流传感器（例如，参照专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5621377号说明书

专利文献2：美国专利第5933003号说明书

专利文献3：日本专利第4360998号。

本申请人在上述专利文献3中还公开了，通过利用与多个磁阻效应元件中的压降的差分对应的补偿电流，从而更高精度地进行检测对象电流的测定的技术。

然而最近，关于这种电流传感器，除了整体构成的小型化之外还要求高性能化。

发明内容

本发明是鉴于这种问题而做出的，其目的在于提供一种能对涉及较宽范围的检测对象电流高灵敏度且高精度地进行检测的电流传感器。

本发明的第一电流传感器具备：第一至第四磁阻效应元件，沿着导体相互同向延伸配置，根据流过导体的检测对象电流所产生的感应磁场，各自的电阻值示出变化；以及补偿电流线，通过流过补偿电流，将与基于检测对象电流对所述第一至第四磁阻效应元件施加的各感应磁场相反方向的补偿磁场提供给第一至第四磁阻效应元件的每一个，基于补偿电流，对检测对象电流进行检测。在此，第一和第二磁阻效应元件的一端彼此在第一连接点连接，第三和第四磁阻效应元件的一端彼此在第二连接点连接，第一磁阻效应元件的另一端与第四磁阻效应元件的另一端在第三连接点连接，第二磁阻效应元件的另一端与第三磁阻效应元件的另一端在第四连接点连接，由此，形成桥接电路，第一和第三磁阻效应元件的电阻值根据感应磁场相互同向变化，第二和第四磁阻效应元件的电阻值均根据感应磁场与第一和第三磁阻效应元件反向变化。补偿电流是通过在第三连接点与第四连接点之间施加电压时的第一连接点与第二连接点之间的电位差而产生的。补偿电流线包含第一至第四带状部分，该第一至第四带状部分分别与第一至第四磁阻效应元件的延伸方向同向地延伸，并且在厚度方向上与第一至第四磁阻效应元件分别重合，而且具有分别比第一至第四磁阻效应元件小的宽度。

本发明的第二电流传感器具备：第一和第二磁阻效应元件，沿着导体分别配置，根据流过导体的检测对象电流所产生的感应磁场，各自的电阻值示出相互反向的变化，而且相互同向延伸；以及补偿电流线，通过读出电流的供给流过与在第一磁阻效应元件中产生的压降和在第二磁阻效应元件中产生的压降的差分对应的补偿电流，由此，将与基于检测对象电流对第一和第二磁阻效应元件施加的各感应磁场相反方向的补偿磁场提供给第一和第二磁阻效应元件的每一个，基于补偿电流，对检测对象电流进行检测。补偿电流线包含第一和第二带状部分，该第一和第二带状部分分别与第一和第二磁阻效应元件的延伸方向同向地延伸，并且在厚度方向上与第一和第二磁阻效应元件分别重合，而且具有分别比第一和第二磁阻效应元件小的宽度。