[发明专利]磁传感芯片、温度补偿电流传感器及其制备方法

说明书

磁传感芯片、温度补偿电流传感器及其制备方法，温度补偿电流传感器包括：聚磁环、绕制于聚磁环上的反馈线圈、设置于聚磁环缺口处的磁传感芯片、与磁传感芯片及反馈线圈相连的磁平衡电路；磁传感芯片包括形成全桥结构的隧道结磁电阻元件及热敏电阻，热敏电阻位于隧道结磁电阻元件的电极层上，电极层为钌金属层或电极层中有钌金属，热敏电阻为钌电阻，热敏电阻与温度补偿电路相连，反馈线圈向温度补偿电路输出电流信号，温度补偿电路用于根据钌电阻和所述反馈线圈输出的信号对检测结果进行补偿后输出。本发明将热敏元件集成在磁传感芯片内部，温度采集区域与磁场检测的区域更加靠近，反馈的温度信息更加准确，而且不会额外增加其它材料和工艺难度。

技术领域

本发明属于电流感测技术领域，尤指涉及一种可以进行温度补偿的电流传感器其所用的磁传感芯片。

背景技术

基于零磁通原理的磁平衡式电流传感器因具有灵敏度高、测量范围广等优点，在电流测量领域得到了广泛应用。但受到磁场检测部分和反馈线圈绕组温度特性的影响，环境温度的变化会影响磁平衡式电流传感器的灵敏度，进而影响电流传感器的测量精度。为此，需要对电流传感器进行温漂补偿，以确保其在不同温度下的测量精度。

磁平衡式电流传感器一般将磁传感芯片安装在反馈线圈绕组的空气间隙中，而磁传感芯片和反馈线圈绕组是引起电流传感器温漂的主要器件，要想获得准确的检测区域温度信息，用于反馈温度信息的热敏感器件(温度传感器件)应尽可能地靠近磁传感芯片与反馈线圈绕组，以对电流传感器的温漂进行补偿。比较常用的温度补偿手段是在电流传感器中设置热敏电阻，利用热敏电阻采集环境温度，并在电流传感器的电路板上设置温度补偿电路，对电流传感器的输出进行温度补偿，以抑制电流传感器的温漂。为了简化电流传感器的生产工艺，一般将热敏电阻安装在电流传感器的电路板上，由于热敏电阻距离磁传感芯片以及反馈线圈绕组较远，不能准确反映电流传感器零磁通检测区域的温度，对测量精度的提升效果有限。如果将热敏电阻集成于磁传感芯片内，可以使热敏感器件更靠近磁传感芯片和反馈线圈，从而能更准确地反应检测区域的温度信息，使电流传感器温度补偿更加精确。但目前的热敏电阻基本都是采用铂、铜、镍等金属材质制成，由于热敏电阻的材料不同于磁传感芯片的材料，将热敏电阻集成于磁传感芯片中，无疑会增加磁传感芯片制备工艺的复杂程度，提高了电流传感器的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度补偿准确度高的磁传感芯片。

本发明的另一目的在于提供一种制作简单的可实现温度补偿的电流传感器。

为了实现上述第一目的，本发明采取如下的技术解决方案：

磁传感芯片，包括形成全桥结构的隧道结磁电阻元件以及热敏电阻，所述热敏电阻位于所述隧道结磁电阻元件的电极层上，所述电极层为钌金属层或电极层中有钌金属，所述热敏电阻为钌电阻。

进一步的，所述隧道结磁电阻元件可替换为GMR单元。

为了实现上述第二目的，本发明采取如下的技术解决方案：

温度补偿电流传感器，包括：聚磁环、绕制于所述聚磁环上的反馈线圈、设置于所述聚磁环缺口处的磁传感芯片、与所述磁传感芯片及所述反馈线圈相连的磁平衡电路；所述磁传感芯片为前述磁传感芯片，所述热敏电阻与温度补偿电路相连，所述反馈线圈向所述温度补偿电路输出电流信号，所述温度补偿电路用于根据所述钌电阻和所述反馈线圈输出的信号对检测结果进行补偿后输出。

由以上技术方案可知，本发明采用钌电阻作为热敏元件，钌元素是制备隧道结磁电阻元件的材料之一，从而可以将钌电阻集成于磁传感芯片中，将热敏电阻集成在磁传感芯片内部，采集温度的区域与磁场检测的区域更加靠近，使得热敏元件反馈的温度信息更加准确，能更精确地反应检测区域的温度信息，使电流传感器温度补偿更加精准；而且由于钌元素本身用于制备隧道结磁电阻元件，只需要在磁传感芯片中划分出温度检测区域，并与温度补偿电路相连即可，原有的磁传感芯片的制备工艺基本不变，也不用增加其它设备，有利于控制生产成本。