[发明专利]电流传感器

说明书

电流传感器具有：磁阻效应元件，配置在电流线路附近且被施加由在电流线路中流动的电流感应的信号磁场且根据信号磁场的变化而产生磁阻变化；抵消磁场产生单元，设置在磁阻效应元件附近并产生抵消信号磁场的抵消磁场；第一软磁性体，设置在磁阻效应元件与电流线路之间；以及一对第二软磁性体，相对于磁阻效应元件的磁化检测方向而设置在磁阻效应元件的两侧。

技术领域

本申请基于并要求于2017年6月13日提交的日本专利申请No.2017-116113号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

本发明涉及一种电流传感器，特别是涉及一种磁平衡型电流传感器。

背景技术

具有磁阻效应元件和反馈线圈的磁平衡型电流传感器通过感测由在电流线路中流动的电流产生的磁场来检测在电流线路中流动的电流。具体而言，当信号磁场施加于磁阻效应元件时，磁阻效应元件输出与信号磁场对应的电压信号。电压信号输入到反馈线圈中，并且反馈线圈产生抵消信号磁场的抵消磁场。在反馈线圈中流动的反馈电流被转换为电压并被取出。

在这种磁平衡型电流传感器中，当施加信号磁场时反馈电流连续流动。因此，降低功耗非常重要。WO2010/143718公开了一种磁平衡型电流传感器，其中，在磁阻效应元件与电流线路之间设置磁屏蔽器。磁屏蔽器吸收由电流线路产生的磁场并且使施加于磁阻效应元件的信号磁场衰减。此外，磁屏蔽器增强抵消磁场。由于这些影响，可以减小反馈电流，并且可以限制功耗。

WO2010/143666公开了一种磁平衡型电流传感器，其中，磁芯相对于元件的磁化检测方向而设置在磁阻效应元件的两侧。反馈线圈卷绕于磁芯。磁芯不仅增强由反馈线圈产生的抵消磁场，而且增强施加于磁阻效应元件的信号磁场。因此能够提高磁平衡型电流传感器的灵敏度。

在WO2010/143718所公开的电流传感器中，使施加于磁阻效应元件的信号磁场衰减的效果大于增强抵消磁场的效果。因此，尽管限制了功耗，但由于磁阻效应元件的灵敏度降低，所以检测电流的精度显著下降。在WO2010/143666所公开的电流传感器中，施加于磁阻效应元件的信号磁场的放大因子大于抵消磁场的放大因子。因此，尽管电流传感器的灵敏度提高，但由于反馈电流的增加，所以功耗显著增加。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有高电流检测精度和受限功耗的电流传感器。

本发明的电流传感器包括：磁阻效应元件，配置在电流线路附近，且被施加信号磁场(第一磁场)，并且根据信号磁场的变化而产生磁阻变化，该信号磁场由在电流线路中流动的电流感应；抵消磁场产生单元(第二磁场产生单元)，设置在磁阻效应元件附近并产生抵消信号磁场的抵消磁场(第二磁场)；第一软磁性体，设置在磁阻效应元件与电流线路之间；以及一对第二软磁性体，相对于磁阻效应元件的磁化检测方向而设置在磁阻效应元件的两侧。

根据本发明，第一软磁性体减小施加于磁阻效应元件的信号磁场并且增大施加于磁阻效应元件的抵消磁场。第二软磁性体增大施加于磁阻效应元件的信号磁场和抵消磁场的强度。换言之，由于被第一软磁性体衰减的信号磁场被第二软磁性体增强，所以防止施加于磁阻效应元件的信号磁场大幅衰减。抵消磁场被第一软磁性体和第二软磁性体两者增强，因此反馈电流受到限制。以这种方式，根据本发明，能够提供具有高电流检测精度和受限功耗的电流传感器。

附图说明

图1是示出电流传感器的示意性配置的电路图；

图2A和图2B是示出根据第一实施方式的电流传感器的示意性配置的视图；

图3是示出磁阻效应元件的示意性配置的截面图；

图4是更详细地示出图2A和图2B的电流传感器的配置的截面图；

图5A至图5F是电流传感器的实施方式和比较例的示意图；

图6是示出反馈电流与抵消磁场之间的关系的曲线图；