[发明专利]电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及可非接触式地测量被测量电流的电流传感器。

背景技术

在电动汽车、太阳能电池等领域中，已知使用作为磁检测元件的GMR(Giant Magneto Resistance)元件来检测因被测量电流所产生的感应磁场这种方式的电流传感器(例如，参照专利文献1)。在专利文献1的电流传感器中，基于多个GMR元件的输出的差分来对检测对象的电流进行检测，由此来实现高灵敏度化。

GMR元件以反强磁性层、固定磁性层、非磁性层以及自由磁性层作为基本构成。固定磁性层被层叠在反强磁性层上，借助在与反强磁性层之间产生的交换耦合磁场而使得磁化方向被固定在一个方向。自由磁性层隔着非磁性层(非磁性中间层)而层叠在固定磁性层上，借助外部磁场而使得磁化方向发生变化。GMR元件构成为因外部磁场的施加而发生变化的自由磁性层的磁化方向、与固定磁性层的磁化方向之间的关系使得电阻值发生变动，由此可以检测外部磁场。

在这样的GMR元件中，为了提高电阻值与外部磁场的强度之间的线性，有时会设置对自由磁性层施加偏置磁场的硬偏置层。由此，自由磁性层的磁化方向被一致于同一方向，从而外部磁场的检测灵敏度得以提升。通过使用该GMR元件，从而可以实现检测灵敏度更卓越的电流传感器(例如，参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-105693号公报

专利文献2：日本特开2006-66821号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，由上述的硬偏置层来施加偏置磁场这种类型的GMR元件，由于通过偏置磁场而使自由磁性层的磁化方向相一致，因此如果朝着与偏置磁场平行的方向(与灵敏度方向垂直的方向)施以外部磁场，则检测灵敏度会发生变化。因而，在使用该GMR元件的电流传感器中，当存在与偏置磁场平行的方向的外部磁场的情况下，有可能导致电流测量精度下降。

本发明正是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种即便是朝着与偏置磁场平行的方向施以外部磁场的情况也能抑制电流测量精度下降的电流传感器。

用于解决课题的手段

本发明的电流传感器，其特征在于，具备对自流通于电流路径的被测量电流引起的感应磁场进行测量的第1磁阻效应元件以及第2磁阻效应元件，所述第1磁阻效应元件以及所述第2磁阻效应元件分别具有对自由磁性层施加偏置磁场的硬偏置层，所述第1磁阻效应元件的偏置磁场和所述第2磁阻效应元件的偏置磁场为相反朝向，所述第1磁阻效应元件和所述第2磁阻效应元件被配置为自所述被测量电流引起的感应磁场朝着相反的朝向施加，所述第1磁阻效应元件的灵敏度轴的方向和所述第2磁阻效应元件的灵敏度轴的方向构成为同一方向。

根据该构成，由于第1磁阻效应元件的偏置磁场和第2磁阻效应元件的偏置磁场为相反朝向，因此即便施以与偏置磁场平行的方向的外部磁场，也能够利用两个磁传感器的输出来抵消灵敏度变化。由此，能够抑制因外部磁场所引起的电流测量精度的下降。

在本发明的电流传感器中，优选具备对所述第1磁阻效应元件的输出与所述第2磁阻效应元件的输出之差进行运算处理的运算部。

在本发明的电流传感器中，优选所述电流路径构成为包含：平行的第1部分以及第2部分；和与所述第1部分以及所述第2部分垂直、且连接所述第1部分和所述第2部分的第3部分，所述第1磁阻效应元件被配置为测量自流通于所述第1部分的被测量电流引起的感应磁场，所述第2磁阻效应元件被配置为测量自流通于所述第2部分的被测量电流引起的感应磁场，且被配置在所述电流路径的与所述第1磁阻效应元件同一面侧。根据该构成，因为能够在电流路径的同一面设置磁阻效应元件，因此制造变得容易。

在本发明的电流传感器中，优选所述电流路径构成为直线状，所述第1磁阻效应元件和所述第2磁阻效应元件夹着所述电流路径而配置。根据该构成，由于使用的是直线状的电流路径，因此能够抑制电流测量精度的下降。