[发明专利]电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定在导体中流动的电流的电流传感器。

背景技术

用于驱动混合动力车、电动汽车所具有的马达的电流或在工作机器的马达等中流动的电流非常大。在此，对于检测这种电流的电流传感器，要求其小型化、轻量化、多个电流传感器的模块化。然而，若为了满足上述要求而将电流传感器小型化，则会产生各种各样的使传感器性能劣化的因素。

例如，有利用磁体磁芯来作为这种小型的电流传感器的技术。在这种电流传感器中，在大电流流动的情况下，由于磁体内部的磁通密度接近饱和磁通密度，所以会失去磁体的磁性相对于被测定电流的线性特性。其结果为，若电流变大，则电流传感器的检测精度会劣化。另外，就这种电流传感器而言，除了在上述这种流过大电流的情况下会导致传感器性能劣化以外，因检测元件感应的外部磁场或流过被测定电流之后的残留磁力而引起的磁体的迟滞（hysteresis）也会导致检测精度劣化。

若通过将电流传感器小型化来使磁体的横截面积变小，则容易产生磁饱和，迟滞特性劣化，磁芯对外部磁场的屏蔽效果也下降。另外，就3相马达等而言，小型化、多个电流传感器的模块化会导致与其它母线之间的间隔变窄，所以除了被测定对象的电流以外的在其它母线中流动的电流对磁场的影响变大。于是，探讨出以下说明的对策（例如，专利文献l及2）。

专利文献l所述的电流传感器构成为具有被测定电流流动的导体、以包围所述导体的方式配置的具有间隙的环状的磁性屏蔽板、配置在所述环状的磁性屏蔽板内侧的磁电转换元件。磁电转换元件检测因电流而产生的磁场的磁通密度。该磁电转换元件配置在所述环状的磁性屏蔽板的间隙与所述导体之间，配置在因导体中流动的电流而产生的磁场的磁通密度最小的位置附近。

专利文献2所述的电流计测装置构成为具有磁体磁芯、第一及第二磁传感器、电流检测电路。磁体磁芯以包围电流流动的电流路径的方式配置，且具有多个间隙。第一及第二磁传感器分别配置于不同的间隙中。电流检测电路在检测电流路径中流动的电流时，根据第一磁传感器的输出和第二磁传感器的输出对磁体磁芯的残留磁通密度进行修正，以消除因迟滞而产生的误差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-151743号公报

专利文献2：日本特开2006-71457号公报

在专利文献l所述的技术中，在磁性屏蔽板的间隙外配置磁电转换元件，来降低磁性屏蔽板的磁饱和的影响。如果要降低到能够忽略磁饱和的影响的程度，则需要使磁性屏蔽板远离磁电转换元件，所以会导致磁传感器大型化。

在专利文献2所述的技术中，磁体磁芯通过将两个大致呈“コ”字状的磁体彼此相向来构成两个间隙。在采用这种结构的情况下，例如，若接受在从相向的磁体的一个朝向另一个的方向上的外部磁场，则利用磁体聚磁的外部磁场到达第一及第二磁传感器，对原本的测定带来影响。另外，为了确保两个磁传感器与被测定电流路径之间的绝缘距离，与磁传感器为一个的情况相比，会变得大型化。

另外，在大电流通电时，为了确保直线性，考虑增大磁芯的横截面积，而在这种情况下，磁芯会大型化。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种能够应对大电流的小型并且检测精度高的电流传感器。

用于达成上述目的的本发明的电流传感器的特征结构在于，具有：磁体的磁芯，其具有槽部，被测定电流流动的平板状的导体以使其板宽方向与所述槽部的深度方向一致的方式插穿所述槽部，检测元件，其以使检测方向沿着所述槽部的间隔方向的方式配置在所述槽部的比所述导体更靠近所述槽部的开口部的一侧，用于检测磁场的强度；所述磁芯具有：U字状部，该U字状部的与所述导体相向的面平行于规定所述导体的板宽的面，宽度变窄部，其从所述U字状部的靠近所述开口部一侧的两端部朝向所述开口部一侧延伸而成，该宽度变窄部处的沿着所述槽部的间隔方向的槽宽逐渐变大，并且该宽度变窄部的沿着所述槽部的间隔方向的磁芯宽度逐渐减小；所述U字状部与所述宽度变窄部之间的边界部设置在与所述导体相向的位置。

根据这种特征结构，由于在U字状部处能够减小槽宽，所以能够增大与深度方向正交的横截面积以降低磁通密度。另一方面，在宽度变窄部处，通过扩大槽宽，增加槽部的磁阻，从而能够降低磁通密度。因此，能够构成不易磁饱和的磁芯，所以能够实现即使大电流流动，检测精度也不易劣化并且小型的电流传感器。