[发明专利]磁比例式电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用了磁阻效应元件(TMR元件、GMR元件)的磁比例式电流传感器。

背景技术

在电动机动车中，采用由发动机发电得到的电力来驱动电动机，该电动机驱动用的电流的大小例如由电流传感器来检测。该电流传感器为在导体的周围配置局部具有切口(芯部间隙)的磁芯且在该芯部间隙内配置磁检测元件而成的结构。

作为电流传感器的磁检测元件，采用具备磁化方向固定的固定磁性层、非磁性层及磁化方向相对于外部磁场变动的自由磁性层的层叠结构的磁阻效应元件(GMR元件、TMR元件)等。在采用这样的磁阻效应元件的电流传感器中，由磁阻效应元件和固定电阻元件来构成全电桥电路(专利文献1)。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：日本特开2007-248054号公报

【发明概要】

【发明所要解决的课题】

但是，在由磁阻效应元件和固定电阻元件来构成全电桥电路的情况下，由于磁阻效应元件的膜结构和固定电阻元件的膜结构不同，故零磁场电阻值(R₀)、零磁场中的电阻温度系数(TCR₀)在磁阻效应元件和固定电阻元件之间不同。因此，由于温度变化，作为电桥电路的输出的中点电位发生变动，在输出中产生误差，从而存在无法高精度地进行电流测定这样的问题。

发明内容

本发明就是鉴于这一方面而作出的，其目的在于，提供一种能够消除元件间的零磁场电阻值(R₀)或电阻温度系数(TCR(Temperature Coefficient Resistivity)₀)的偏差，从而高精度地进行电流测定的磁比例式电流传感器。

【用于解决课题的手段】

本发明的磁比例式电流传感器具备：具备：磁场检测电桥电路，其由因通过被测定电流产生的感应磁场的施加而电阻值变化的四个磁阻效应元件构成，且具备产生与所述感应磁场大致成比例的电压差的两个输出；磁屏蔽件，其使所述感应磁场衰减，所述磁比例式电流传感器利用所述磁场检测电桥电路的电压差来算出所述被测定电流的电流值，所述磁比例式电流传感器的特征在于，所述四个磁阻效应元件具有铁磁性固定层、非磁性中间层和软磁性自由层，所述铁磁性固定层为经由反平行结合膜将第一铁磁性膜与第二铁磁性膜反铁磁性地结合而成的自钉住固定型的铁磁性固定层，所述第一铁磁性膜及所述第二铁磁性膜的居里温度大致相同，且磁化量之差实质为零，所述四个磁阻效应元件中的三个磁阻效应元件的铁磁性固定层的磁化方向相同，剩余一个磁阻效应元件的铁磁性固定层的磁化方向为与所述三个磁阻效应元件的铁磁性固定层的磁化方向相差180°的方向。

根据该结构，由于磁检测电桥电路由膜结构相同的四个磁阻效应元件构成，因此能够消除元件间的零磁场电阻值(R₀)、电阻温度系数(TCR₀)的偏差。因此，无论环境温度如何均能够减小中点电位的偏差，从而能够高精度地进行电流测定。

在本发明的磁比例式电流传感器中，优选的是，所述磁屏蔽件及所述磁场检测电桥电路形成在同一基板上。

在本发明的磁比例式电流传感器中，所述磁屏蔽件配置在比所述磁场检测电桥电路更靠近所述被测定电流的一侧。

在本发明的磁比例式电流传感器中，优选的是，所述四个磁阻效应元件具有以长度方向相互平行的方式配置的多个带状的长条图案折返而成的形状，所述感应磁场以沿着与所述长度方向正交的方向的方式被施加。

在本发明的磁比例式电流传感器中，优选的是，所述第一铁磁性膜由含有40原子％～80原子％的Fe的CoFe合金构成，所述第二铁磁性膜由含有0原子％～40原子％的Fe的CoFe合金构成。

在本发明的磁比例式电流传感器中，优选的是，所述磁屏蔽件由从包括非晶形磁性材料、坡莫合金系磁性材料及铁系微晶体材料的组中选择出的高导磁率材料构成。

发明效果