[实用新型]一种抗干扰差分式电流传感器芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感芯片，特别是一种抗电磁干扰传感芯片。

背景技术

电磁传感器有着广泛的应用，但传感器应用的环境中往往存在着不可避免的电磁干扰，如周围存在的导线或使用通信设备产生的各种干扰电磁场，严重影响磁电传感器的测量精度。目前公知的抗电磁干扰的方法为电磁屏蔽，即用金属屏蔽外壳将传感器与干扰电磁场隔离开来，实现抗电磁干扰。但电磁屏蔽不可避免有电磁泄露，从而影响屏蔽效果，且由于金属屏蔽体的存在，使整个系统的体积庞大，不便于使用。尤其是在传感芯片领域中，对于体积极小的感应芯片的金属屏蔽更加难以准确实现。

发明内容

本实用新型针对现有通过电磁屏蔽方式实现传感器抗干扰性能不佳和使用不便的缺点，提出一种抗干扰差分式电流传感器芯片，其通过多个磁传感单元的差分结构实现抗电磁干扰。

本实用新型提出一种抗干扰差分式电流传感器芯片，其内部由四个磁传感单元及一根检测导线组成，其中，所述芯片内部由四个磁传感单元及一根检测导线组成，其中，所述四个磁传感单元呈长方形阵列排列，所述检测导线平行于所述四个磁传感单元所在平面，且所述检测导线距所述各磁传感单元的距离相等，所述各磁传感单元的输出经差分放大单元后输出。

本实用新型所述抗干扰差分式的电流传感器芯片，优选为所述检测导线在所述四个磁传感单元所在的平面内。

本实用新型所述抗干扰差分式的电流传感器芯片，进一步优选为所述四个磁传感单元呈正方形阵列排列。

本实用新型的有益效果在于：通过集成在芯片内的四个磁传感单元间的差分结构，较传统的电磁屏蔽方法，改善了传感器抗电磁干扰的效果，减小了传感器的尺寸。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例的使用说明图；

图2是干扰电流的电流强度矢量分解示意图；

图3是电流强度矢量在yoz平面内的分解及其分量产生的干扰磁场的示意图；

图4是本实用新型优选实施例中磁传感单元的差分关系结构图；

符号说明：

1：芯片

2：检测导线

3：干扰导线

a: 第一磁传感单元

b: 第二磁传感单元

c: 第三磁传感单元

d: 第四磁传感单元

x、y、z：三维直角坐标系的坐标

i:干扰导线3产生的干扰电流的电流强度矢量

i_yz、i_y、i_z：干扰导线3产生的干扰电流在yoz平面内，沿y轴方向和沿z轴方向上的电流强度矢量分量

41~47: 差分放大单元

V_a、V_b、V_c、V_d：通过检测导线2的电流在各磁传感单元产生的输出电压信号

V₄₁~V₄₆：差分放大单元41~46的输出电压

V_out：差分放大单元47的输出电压。

具体实施方式

本实施例中的抗电磁干扰芯片1通过其内部的各个磁传感单元的差分输出，实现抗外界干扰导线3通电时的电磁干扰，实现精确测量检测导线2采集的检测电流信号。

参见图2，各个磁传感单元及检测导线2位于yoz平面内，干扰导线3在芯片1外部，方向任意。

干扰导线3周围会产生干扰磁场，该磁场会对传感器的各个磁传感单元产生干扰。参见图2，对于上述位于yoz平面内的磁传感单元，只有干扰导线3的干扰电流的电流强度矢量i在yoz平面内的投影分量i_yz产生的干扰磁场，才对yoz平面内的磁传感单元产生干扰。

参见图3，所述i_yz对磁传感单元的干扰磁场又可分解为沿y轴方向和沿z轴方向。

干扰导线3的干扰电流沿z轴方向的电流强度矢量i_z产生的干扰磁场对所述磁传感单元的干扰通过下列步骤去除：