電流傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種即使在配置區(qū)域中的電流通路的配置位置偏離的情況下，也能夠抑制該電流通路的電流測(cè)定精度的下降的電流傳感器。本發(fā)明的電流傳感器(1)具備：安裝單元(13)，其具有配置電流通路(11)的配置區(qū)域(12)；一對(duì)磁檢測(cè)元件(14a、14b)，其隔著配置區(qū)域(12)配置于安裝單元(13)；和運(yùn)算電路，其基于一對(duì)磁檢測(cè)元件(14a、14b)的檢測(cè)值對(duì)電流通路(11)的電流值進(jìn)行運(yùn)算，一對(duì)磁檢測(cè)元件(14a、14b)相對(duì)于電流通路(11)的剖視圖中的通過(guò)電流通路(11)的重心(112)的虛擬線(xiàn)(L)相互配置于相反側(cè)，并各自具有平行于與在電流通路(11)中流通的電流的方向以及虛擬線(xiàn)(L)的方向正交的方向的靈敏度軸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電流傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)定電流的大小的電流傳感器。特別是涉及一種抑制了電流通路的配置位置的偏離所引起的電流測(cè)定精度的下降的電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)等的領(lǐng)域中，由于使用比較大的電流，因此面向這樣的用途，需要一種能非接觸地測(cè)定大電流的電流傳感器。作為這樣的電流傳感器，通過(guò)磁檢測(cè)元件對(duì)在電流通路中流通的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化進(jìn)行檢測(cè)的方式的電流傳感器正在實(shí)用化。
[0003]作為使用了磁檢測(cè)元件的電流傳感器，已知在電流通路的附近配置2個(gè)磁檢測(cè)元件，并基于該2個(gè)磁檢測(cè)元件的檢測(cè)值的運(yùn)算結(jié)果，對(duì)在該電流通路中流通的電流進(jìn)行測(cè)定的電流傳感器(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。該電流傳感器由測(cè)定對(duì)象的電流流通的電流通路、形成有配置該電流通路的凹部的基板和在該基板上隔著凹部對(duì)稱(chēng)地配置的2個(gè)磁檢測(cè)元件構(gòu)成。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2006 / 090769號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]但是，關(guān)于上述的電流傳感器，可以設(shè)想由于在將電流通路安裝到基板的凹部時(shí)的安裝誤差、被安裝于電動(dòng)汽車(chē)等的電流傳感器的振動(dòng)等，從而在基板的凹部中的電流通路的配置位置偏離的情況。但是，對(duì)于上述的電流傳感器，存在若在基板的凹部等的電流通路的配置區(qū)域中電流通路的配置位置偏離，則有時(shí)該電流通路的電流測(cè)定精度顯著下降這樣的問(wèn)題
[0009]本發(fā)明鑒于上述的問(wèn)題點(diǎn)而作，目的在于提供一種即使在電流通路的配置區(qū)域中該電流通路的配置位置偏離的情況下，也能夠抑制電流測(cè)定精度的下降的電流傳感器。
[0010]解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的電流傳感器的特征在于，具備:安裝單元，其具有配置電流通路的配置區(qū)域；一對(duì)磁檢測(cè)元件，隔著所述配置區(qū)域配置在所述安裝單元上；和運(yùn)算電路，其設(shè)置在所述安裝單元上，并基于所述一對(duì)磁檢測(cè)元件的檢測(cè)值對(duì)所述電流通路的電流值進(jìn)行運(yùn)算，所述一對(duì)磁檢測(cè)元件相對(duì)于所述電流通路的剖視圖中的通過(guò)所述電流通路的重心的虛擬線(xiàn)相互配置于相反側(cè)，并各自具有平行于與在所述電流通路中流通的電流的方向以及所述虛擬線(xiàn)的方向正交的方向的靈敏度軸。
[0012]根據(jù)該構(gòu)成，因?yàn)橄鄬?duì)于所述電流通路的剖視圖中的通過(guò)所述電流通路的重心的虛擬線(xiàn)相互配置于相反側(cè)，所以即使在電流通路的配置區(qū)域中電流通路的配置位置偏離的情況下，也能夠使一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出誤差的正負(fù)變?yōu)橄喾?。因此，能夠通過(guò)基于一對(duì)磁檢測(cè)元件的檢測(cè)值進(jìn)行運(yùn)算處理來(lái)取消電流通路的配置位置的偏離所帶來(lái)的輸出誤差，并能夠在電流通路的配置位置發(fā)生了偏離的情況下抑制電流測(cè)定精度下降。
[0013]在本發(fā)明的電流傳感器中，所述一對(duì)磁檢測(cè)元件也可以配置為，相對(duì)于所述虛擬線(xiàn)，所述一對(duì)磁檢測(cè)元件的整體相互成為相反側(cè)。
[0014]在本發(fā)明的電流傳感器中，所述一對(duì)磁檢測(cè)元件也可以配置為，從各磁檢測(cè)元件的中心到所述虛擬線(xiàn)的距離彼此相等。
[0015]在本發(fā)明的電流傳感器中，也可以是，所述配置區(qū)域由在所述靈敏度軸的方向上延伸并具有敞開(kāi)部的凹部構(gòu)成，所述電流通路具有平板形狀，沿著所述電流通路的主面從所述敞開(kāi)部插入而配置于所述凹部。
[0016]在本發(fā)明的電流傳感器中，也可以是，所述安裝單元由相互平行地配置的一對(duì)基板構(gòu)成，所述配置區(qū)域是所述一對(duì)基板之間的區(qū)域，所述電流通路是平板形狀的導(dǎo)體，并配置于所述配置區(qū)域，使得所述電流通路的主面與所述一對(duì)基板的主面平行。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使在電流通路的配置區(qū)域中該電流通路的配置位置偏離的情況下，也能夠抑制電流測(cè)定精度的下降的電流傳感器。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是用于說(shuō)明電流通路的配置位置的偏離的圖。
[0020]圖2是示出電流通路的配置位置的偏離與輸出誤差的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。
[0021]圖3是示出實(shí)施方式所涉及的電流傳感器的示意圖。
[0022]圖4是用于說(shuō)明實(shí)施方式所涉及的電流傳感器中的電流通路的配置位置的偏離的圖。
[0023]圖5是實(shí)施方式所涉及的電流傳感器的電路構(gòu)成所涉及的框圖。
[0024]圖6是示出實(shí)施方式的變形例所涉及的電流傳感器的示意圖。
[0025]圖7是示出實(shí)施方式所涉及的電流傳感器的評(píng)價(jià)結(jié)果的曲線(xiàn)圖。
[0026]圖8是示出比較例所涉及的電流傳感器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參照?qǐng)D1以及圖2對(duì)電流通路的配置位置的偏離所帶來(lái)的一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出誤差進(jìn)行考察。圖1是用于說(shuō)明電流通路的配置位置的偏離的圖。圖2是示出電流通路的配置位置的偏離與輸出誤差的關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖1所示的電流傳感器由平板形狀的電流通路11、形成有配置電流通路11的凹形狀的配置區(qū)域12的基板13、和隔著配置區(qū)域12對(duì)稱(chēng)地配置的一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b構(gòu)成。
[0028]基板13設(shè)置有沿圖1A中的Y方向(寬度方向)形成的、具有敞開(kāi)部的凹部，且該凹部成為配置區(qū)域12。該配置區(qū)域12在圖1A那樣的主視圖中為矩形狀。在該配置區(qū)域12中，電流通路11沿電流通路的主面Ila從敞開(kāi)部插入而配置。在圖1中，一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b具有相對(duì)于電流通路11的主面平行的靈敏度軸方向Sa、Sb，并檢測(cè)來(lái)自在電流通路11中流通的電流的感應(yīng)磁場(chǎng)A。[0029]在圖1A中，在配置區(qū)域12中電流通路11被配置于希望的位置。該電流通路11被固定于基板13的配置區(qū)域12。另外，作為固定方法，能夠應(yīng)用將構(gòu)件固定于基板的已知方法。此時(shí)，電流通路11被配置為距隔著配置區(qū)域12對(duì)稱(chēng)地配置的一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb的距離相等。因此，電流通路11的剖視圖中的重心G與磁檢測(cè)元件a、b的中心CaXb每一個(gè)之間的距離D1、D2相等。此外，電流通路11被配置為磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb位于電流通路11的剖視圖中的通過(guò)電流通路11的重心G的虛擬線(xiàn)L上。在此，虛擬線(xiàn)L的方向平行于與在電流通路11中電流流通的方向(圖1A中的X方向)以及一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb (圖1A中的Y方向)分別正交的方向。
[0030]在圖1B中，在配置區(qū)域12中電流通路11相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在垂直方向V上發(fā)生了偏離。具體來(lái)說(shuō)，在圖1B中，電流通路11在方向V上從圖1A所示的希望的位置向磁檢測(cè)元件b側(cè)偏離。因此，電流通路11的剖視圖中的重心G與磁檢測(cè)元件b的中心Cb之間的距離D1’比圖1A的距離Dl小，磁檢測(cè)元件b中的感應(yīng)磁場(chǎng)A的檢測(cè)值比圖1A所示的情況大，會(huì)產(chǎn)生正值的輸出誤差。另一方面，重心G與磁檢測(cè)元件a的中心Ca之間的距離D2’比圖1A所示的距離D2大，磁檢測(cè)元件a中的感應(yīng)磁場(chǎng)A的檢測(cè)值比圖1A所示的情況小，會(huì)產(chǎn)生負(fù)值的輸出誤差。
[0031]參照?qǐng)D2A對(duì)電流通路11的配置位置相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在垂直方向V上發(fā)生了偏離的情況下的輸出誤差進(jìn)行詳細(xì)敘述。圖2A的橫軸表示電流通路11的配置位置從希望的位置(即，圖1A所示的位置)在方向V上偏離的距離。例如，在圖2A中，以正值來(lái)表示向磁檢測(cè)元件b側(cè)的偏離，以負(fù)值來(lái)表示向磁檢測(cè)元件a側(cè)的偏離。如圖2A所示，在電流通路11的配置位置相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在垂直方向V上偏離的情況下,一對(duì)磁檢測(cè)兀件a、b的輸出誤差的正負(fù)相反。例如,在圖1B中，若電流通路11的配置位置從希望的位置在方向V上偏離了 +0.2mm，則磁檢測(cè)元件a的輸出誤差為-2.5%程度，磁檢測(cè)元件b的輸出誤差為+2.6%程度。在該情況下，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^(guò)取得磁檢測(cè)元件a、b的輸出的差來(lái)抵消彼此的輸出誤差，所以能夠?qū)⒋艡z測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差抑制為+0.1%程度。
[0032]另一方面，在圖1C中，在配置區(qū)域12中電流通路11相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在平行方向P上發(fā)生了偏離。具體來(lái)說(shuō)，在圖1C中，電流通路11從圖1A所示的希望的位置向配置區(qū)域12的外側(cè)發(fā)生了偏離。因此，上述的虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件
a、b的中心Ca、Cb每一個(gè)之間的距離Da、Db都比圖1A所示的情況大(圖1A中為O)。其結(jié)果，磁檢測(cè)元件a、b中的感應(yīng)磁場(chǎng)A的檢測(cè)值都比圖1A所示的情況小，并都會(huì)產(chǎn)生負(fù)的輸出誤差。
[0033]參照?qǐng)D2B對(duì)電流通路11的配置位置相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在平行方向P上發(fā)生了偏離的情況下的輸出誤差進(jìn)行詳細(xì)敘述。圖2B的橫軸表示電流通路11的配置位置從希望的位置(即，圖1A所示的位置)在方向P上偏離了的距離。例如，在圖2B中，以正值表示向配置區(qū)域12的外側(cè)的偏離，以負(fù)值表示向配置區(qū)域21的內(nèi)側(cè)的偏離。如圖2B所示，在電流通路11的配置位置相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在平行方向P上偏離的情況下，一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差的正負(fù)相同。另外，在圖2B中，示出一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差的線(xiàn)重疊在一起。例如，在圖1C中，若電流通路11的配置位置從希望的位置在方向P上偏離了 +0.4_，則磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差都為-0.5%程度。在該情況下，若取得磁檢測(cè)元件a、b的差，則如圖2B所示，磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差會(huì)倍增為-1.0%程度，并不能夠抵消磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差。因此，需要即使在電流通路11的配置位置相對(duì)于磁檢測(cè)元件a、b的靈敏度軸方向Sa、Sb在平行方向P上發(fā)生了偏離的情況下，也能夠使得一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差的正負(fù)成為相反，從而抵消磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差。
[0034]本
【發(fā)明者】著眼于在基于GMR傳感器等的一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出對(duì)電流值進(jìn)行運(yùn)算的電流傳感器中，為了對(duì)一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出進(jìn)行差動(dòng)處理來(lái)降低電流通路的配置位置的偏離所帶來(lái)的輸出誤差，需要在電流通路的配置位置發(fā)生了偏離的情況下一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出誤差的正負(fù)成為相反。
[0035]基于這樣的見(jiàn)解，本
【發(fā)明者】得到了如下這樣的構(gòu)想:通過(guò)在不管在電流通路的配置位置相對(duì)于一對(duì)磁檢測(cè)元件的靈敏度軸方向在垂直或平行的哪個(gè)方向上發(fā)生了偏離的情況下一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出誤差的正負(fù)都相反的位置上配置一對(duì)磁檢測(cè)元件，來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出進(jìn)行差動(dòng)處理來(lái)抵消上述輸出誤差，并抑制電流通路的配置位置的偏離所帶來(lái)的電流測(cè)定精度的下降。
[0036]S卩，本發(fā)明的主旨如下:在基于一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出對(duì)電流值進(jìn)行運(yùn)算的電流傳感器中，通過(guò)采用將一對(duì)磁檢測(cè)元件隔著配置電流通路的配置區(qū)域配置在形成有所述配置區(qū)域的安裝單元、并且相對(duì)于該電流通路的剖視圖中的通過(guò)該電流通路的重心的虛擬線(xiàn)相互配置于相反側(cè)，而且，該一對(duì)磁檢測(cè)元件各自具有平行于與在該電流通路中流通的電流的方向以及該虛擬線(xiàn)的方向正交的方向的靈敏度軸的構(gòu)成，從而不管在該電流通路的配置位置相對(duì)于一對(duì)磁檢測(cè)元件的靈敏度軸方向在垂直或平行的哪個(gè)方向上發(fā)生了偏離的情況下，也使得一對(duì)磁檢測(cè)元件的輸出誤差的正負(fù)成為相反，從而抑制電流測(cè)定精度的下降。以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0037](實(shí)施方式)
[0038]圖3是示出本實(shí)施方式的電流傳感器I的示意圖。圖3A是示意性地示出電流傳感器I的構(gòu)成的立體圖，圖3B是從圖3A的紙面前邊觀察電流傳感器I的平面圖。
[0039]如圖3A所示，電流傳感器I由被測(cè)定電流I流通的電流通路11、形成有電流通路11的配置區(qū)域12的基板13 (安裝單元)和配置于基板13的2個(gè)磁檢測(cè)元件14a、14b構(gòu)成。另外，如后所述，電流傳感器I包含運(yùn)算裝置15，其安裝在基板13上，并對(duì)2個(gè)磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出進(jìn)行運(yùn)算。在圖3所示的示例中，對(duì)電流通路11是平板形狀(剖面矩形)且基板13具有能插入該電流通路11的凹部(配置區(qū)域)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0040]基板13設(shè)置有沿圖3A中的左右方向(圖3B中的Y方向:后述的磁檢測(cè)元件14a、14b的靈敏度軸方向141a、141b的方向)形成的、具有敞開(kāi)部的凹部13a，該凹部13a成為配置區(qū)域12。該配置區(qū)域12在圖3B那樣的主視圖中為矩形狀。在該配置區(qū)域12中，平板形狀的電流通路11沿著電流通路的主面Ila從敞開(kāi)部插入而配置。因此，基板13具有相對(duì)于在電流通路11中流通的被測(cè)定電流I的方向垂直的主面131，并在該主面131具有配置電流通路11的配置區(qū)域12。
[0041]電流通路11被配置為在規(guī)定的方向(圖3A中，紙面前邊-進(jìn)深方向)上延伸，并通過(guò)配置區(qū)域12而被夾在基板13中。在圖3中，電流通路11為平板形狀，但只要電流通路11是能夠引導(dǎo)被測(cè)定電流I的構(gòu)成則可以是任何形狀。例如，作為電流通路11，也可以是薄膜狀的導(dǎo)電構(gòu)件(導(dǎo)電圖案)、圓形剖面的導(dǎo)電構(gòu)件等。另外，在圖3A中，賦予給電流通路11的箭頭示出在電流通路11中流通的被測(cè)定電流I的方向。
[0042]在圖3的構(gòu)成中，作為設(shè)置于基板13的配置區(qū)域12的凹部13a被設(shè)置為沿著寬度方向(Y方向)，即，從一方的側(cè)部(在圖3中為右側(cè)的側(cè)部)在寬度方向(Y方向)上延伸，在該凹部13a內(nèi)，主面Ila沿著寬度方向(Y方向)地插入有平板形狀的電流通路11。在圖3B中，展寬了紙面上下方向的電流通路11與基板13之間的間隙，但實(shí)際上該間隙非常小，電流通路11被嵌入到基板13的凹部13a中從而將電流通路11固定于基板13。因此，在該構(gòu)成中，根據(jù)圖3B可知，因?yàn)樵诎疾?3a具有敞開(kāi)部，所以電流通路11在紙面左右方向的可移動(dòng)區(qū)域要比在紙面上下方向的可移動(dòng)區(qū)域大。該構(gòu)成是與紙面上下方向相比在紙面左右方向上電流通路11更容易發(fā)生位置偏離的構(gòu)成。即，該構(gòu)成具有電流通路11相對(duì)于搭載磁檢測(cè)元件14a、14b的基板(安裝單元)13容易相對(duì)地發(fā)生位置偏離的方向。
[0043]磁檢測(cè)元件14a、14b設(shè)置在基板13的主面上。磁檢測(cè)元件14a、14b各自具有平行于分別與在電流通路中流通的電流的方向以及虛擬線(xiàn)L的方向正交的方向的靈敏度軸。該磁檢測(cè)元件14a、14b只要能進(jìn)行磁檢測(cè)即可，不特別限定。例如，作為磁檢測(cè)元件14a、14b,能夠使用 GMR(Giant Magneto Resistance,巨磁電阻)兀件、TMR(Tunnel MagnetoResistance隧道磁電阻)元件等的磁阻效應(yīng)元件或霍爾元件等。另外，在作為磁檢測(cè)元件14a、14b而使用霍爾元件的情況下，該霍爾元件的感磁面的法線(xiàn)方向成為靈敏度軸。以下對(duì)作為磁檢測(cè)元件14a、14b而使用GMR元件的示例進(jìn)行說(shuō)明。
[0044]如圖3B所示，磁檢測(cè)元件14a、14b隔著配置區(qū)域12配置在基板13的主面131上，使得能夠通過(guò)來(lái)自在電流通路11中流通的被測(cè)定電流I的感應(yīng)磁場(chǎng)A得到大致反相的輸出。此外,磁檢測(cè)元件14a、14b相對(duì)于電流通路11的剖視圖中的通過(guò)電流通路11的重心112的虛擬線(xiàn)L相互配置于相反側(cè)。在此，虛擬線(xiàn)L的方向平行于與在電流通路11中電流流通的方向(圖3B中的X方向)以及一對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的靈敏度軸方向141a、141b(圖3B中的Y方向)分別正交的方向。通過(guò)將一對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b相對(duì)于這樣的虛擬線(xiàn)L相互配置于相反側(cè)，即使在電流通路11的配置位置在一對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的靈敏度軸方向141a、141b (圖3B中的Y方向)上發(fā)生了偏離的情況下，也能夠使一對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出誤差的正負(fù)變?yōu)橄喾础Ａ硗?，虛擬線(xiàn)L的方向也平行于與沿著平板形狀的電流通路11的主面Ila的方向(圖3B中的Y方向)正交的方向。
[0045]此外，既可以將磁檢測(cè)元件14a、14b如圖3B所示，配置為其整體離開(kāi)虛擬線(xiàn)L (在圖3B中，磁檢測(cè)元件14a的右端部與虛擬線(xiàn)L相比位于右側(cè)，磁檢測(cè)元件14b的左端部與虛擬線(xiàn)L相比位于左側(cè))，也可以如后所述，配置為其一部分與虛擬線(xiàn)L重疊在一起。此外，也可以將磁檢測(cè)元件14a、14b配置為中心142a與虛擬線(xiàn)L之間的距離Da和中心142b與虛擬線(xiàn)L之間的距離Db相等。另外，距離Da與距離Db也可以不是完全相等。
[0046]此外，在圖3B中，磁檢測(cè)元件14b的靈敏度軸方向141b朝向感應(yīng)磁場(chǎng)A的方向，磁檢測(cè)元件14a的靈敏度軸方向141a朝向與感應(yīng)磁場(chǎng)A相反的方向。如上所述，將磁檢測(cè)元件14a、14b配置為其中心142a、142b與虛擬線(xiàn)L之間的距離Da、Db大致相等。因此，感應(yīng)磁場(chǎng)A的影響表現(xiàn)為磁檢測(cè)兀件14a、14b的大致反相的輸出信號(hào)。
[0047]在此，參照?qǐng)D4對(duì)電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在平行方向P上偏離的情況進(jìn)行考察。圖4是示出電流通路11的配置位置在方向P上(特別是向磁檢測(cè)元件14b側(cè))發(fā)生了偏離的情形的圖。
[0048]如圖4所示，在電流通路11的配置位置偏離的情況下，磁檢測(cè)元件14a的中心142a與虛擬線(xiàn)L之間的距離Da’和圖3B所示的距離Da相比較變大。另一方面，磁檢測(cè)元件14b的中心142b與虛擬線(xiàn)L之間的距離Db’與圖3B所示的距離Db相比較變小。在該情況下，感應(yīng)磁場(chǎng)A的檢測(cè)值與圖3B所示的情況相比較，在磁檢測(cè)元件14a中減少而在磁檢測(cè)元件14b中增加。S卩，磁檢測(cè)元件14a的輸出誤差成為負(fù)值，磁檢測(cè)元件14b的輸出誤差成為正值，輸出誤差的正負(fù)相反。因此，能夠通過(guò)對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的檢測(cè)值進(jìn)行差動(dòng)處理來(lái)抵消彼此的輸出誤差，并能夠抑制電流通路11的方向P(特別是磁檢測(cè)元件14b側(cè))的配置位置的偏離所導(dǎo)致的電流測(cè)定精度的下降。
[0049]另外，雖然未圖示，但與圖4相反，在電流通路11的配置區(qū)域在方向P上向磁檢測(cè)元件14a側(cè)偏離的情況下，磁檢測(cè)元件14a的中心142a與虛擬線(xiàn)L之間的距離與圖3B所示的距離Da相比較變小，磁檢測(cè)元件14b的中心142b與虛擬線(xiàn)L之間的距離與圖3B所示的距離Db相比較變大。在該情況下，感應(yīng)磁場(chǎng)A的檢測(cè)值與圖3B所示的情況相比較，在磁檢測(cè)元件14a中增加而在磁檢測(cè)元件14b中減少。即，磁檢測(cè)元件14a的輸出誤差成為正值，磁檢測(cè)元件14b的輸出誤差成為負(fù)值，輸出誤差的正負(fù)成為相反。因此，能夠通過(guò)對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出進(jìn)行差動(dòng)處理來(lái)抵消彼此的輸出誤差，并能夠抑制電流通路11的方向P(特別是磁檢測(cè)元件14a側(cè))的配置位置的偏離所導(dǎo)致的電流測(cè)定精度的下降。
[0050]如上所述，將磁檢測(cè)元件14a、14b相對(duì)于電流通路11的剖視圖中通過(guò)電流通路11的重心G的虛擬線(xiàn)L相互配置于相反側(cè)。因此，即使在配置區(qū)域12中的電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在平行方向P (圖3B中的Y方向)上偏離的情況下，磁檢測(cè)元件14a，14b的輸出誤差的正負(fù)也相反。即，根據(jù)上述的磁檢測(cè)元件14a、14b的配置，即使在電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在平行方向P上偏離的情況下，也不會(huì)如通過(guò)圖2B說(shuō)明的那樣磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出誤差的正負(fù)相同。此外，在基板13上隔著配置區(qū)域12來(lái)配置磁檢測(cè)元件14a、14b，所以即使在電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在垂直方向V(圖3B中的Z方向)上偏離的情況下，也如通過(guò)圖2A說(shuō)明的那樣，磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出誤差的正負(fù)相反。因此，根據(jù)上述的磁檢測(cè)元件14a、14b的配置，不管在電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在平行或垂直的哪個(gè)方向上偏離的情況下，都能夠通過(guò)對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出進(jìn)行運(yùn)算處理來(lái)抵消彼此的輸出誤差，并能夠抑制電流通路11的電流測(cè)定精度的下降。
[0051]圖5是電流傳感器I的電路構(gòu)成所涉及的框圖。如圖5所示，電流傳感器I具有與磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出端子相連接的運(yùn)算裝置15。運(yùn)算裝置15具有基于磁檢測(cè)元件14a的輸出與磁檢測(cè)元件14b的輸出對(duì)電流值進(jìn)行運(yùn)算(差動(dòng)處理)的功能。若在電流通路11中電流流通且在電流通路11的周?chē)a(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)A，并從磁檢測(cè)元件14a、14b輸出與感應(yīng)磁場(chǎng)A相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)，則接受到輸出信號(hào)的運(yùn)算裝置15對(duì)該2個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理。另外，運(yùn)算裝置15在磁檢測(cè)元件14a、14b的靈敏度軸方向141a、141b是相同方向的情況下對(duì)2個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，在相反方向的情況下進(jìn)行減法運(yùn)算。運(yùn)算裝置15的功能既可以通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0052]圖6是示出本實(shí)施方式的變形例所涉及的電流傳感器I的示意圖。圖6A是示意性地示出電流傳感器I的構(gòu)成的立體圖，圖6B是從圖6A的紙面前邊觀察電流傳感器I的圖。
[0053]如圖6A所示，電流傳感器I由被測(cè)定電流I流通的電流通路11、相互對(duì)置地配置的一對(duì)基板13a、13b (安裝單元)、和分別配置于基板13a、13b的2個(gè)磁檢測(cè)元件14a、14b構(gòu)成。另外，在該構(gòu)成中，相互對(duì)置地配置的基板13a、13b之間成為配置區(qū)域。形成有電流通路11的電流傳感器I包含運(yùn)算裝置15，其安裝在基板13a以及/或者13b上并對(duì)2個(gè)磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出進(jìn)行運(yùn)算。在圖6所示的示例中，對(duì)電流通路11是平板形狀(剖面矩形)且具有能配置該電流通路11的基板13a、13b之間的空間(配置區(qū)域)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0054]將基板13a、13b配置為其主面沿著圖6A中的左右方向(圖6B中的Y方向:后述的磁檢測(cè)元件14a、14b的靈敏度軸方向141a、141b的方向)。在該配置區(qū)域12中，配置平板形狀的電流通路11。此時(shí)，基板13a、13b的主面131a、131b、132a、132b與電流通路的主面Ila平行。即，在2個(gè)基板13a、13b所形成的配置區(qū)域12中，將電流通路11配置為基板13a、13b的主面131a、131b與電流通路11的主面Ila平行。
[0055]電流通路11被配置為在規(guī)定的方向(圖3A中，紙面前邊-進(jìn)深方向)上延伸，并通過(guò)配置區(qū)域12而被夾在基板13a、13b中。在圖6中，電流通路11是平板形狀，但只要電流通路11是能夠引導(dǎo)被測(cè)定電流I的構(gòu)成則可以是任何形狀。例如，作為電流通路11，可以是薄膜狀的導(dǎo)電構(gòu)件(導(dǎo)電圖案)、圓形剖面的導(dǎo)電構(gòu)件等。
[0056]在圖6所示的構(gòu)成中，在基板13a、13b所形成的配置區(qū)域12中，插入有平板形狀的電流通路11，使得主面Ila與基板13a、13b的主面平行。在圖6B中，展寬了紙面上下方向的電流通路11與基板13a、13b之間的間隙，但實(shí)際上該間隙非常小。因此，在該構(gòu)成中，根據(jù)圖6B可知，電流通路11能夠在Y方向上移動(dòng)得較大。即，與在紙面上下方向的可移動(dòng)區(qū)域相比電流通路11在紙面左右方向的可移動(dòng)區(qū)域更大。該構(gòu)成是與紙面上下方向相比電流通路11在紙面左右方向上更容易發(fā)生位置偏離的構(gòu)成。即，該構(gòu)成具有電流通路11相對(duì)于搭載磁檢測(cè)元件14a、14b的基板(安裝單元)13a、13b容易相對(duì)地發(fā)生位置偏離的方向。
[0057]此外，在圖6A所示的電流傳感器I中，磁檢測(cè)元件14a、14b分別配置于在基板13a、13b上與電流通路11對(duì)置的一側(cè)的主面131a、131b。此外，磁檢測(cè)元件14a、14b各自具有平行于沿著基板13a、13b的主面的方向(與在電流通路中流通的電流的方向(圖6B中的X方向)以及虛擬線(xiàn)L的方向正交的方向(圖6B中的Y方向))的靈敏度軸。另外，雖然未圖示，但也可以分別將磁檢測(cè)元件14a、14b配置于主面131a、131b的相反側(cè)的主面132a、132b。
[0058]如圖6B所示，在一對(duì)基板13a、13b的主面131上隔著配置區(qū)域12配置磁檢測(cè)元件14a、14b，使得能夠通過(guò)來(lái)自在電流通路11中流通的被測(cè)定電流I的感應(yīng)磁場(chǎng)A得到大致反相的輸出。此外,將磁檢測(cè)元件14a、14b配置為相對(duì)于電流通路11的剖視圖中的通過(guò)電流通路11的重心112的虛擬線(xiàn)L，磁檢測(cè)元件14a、14b的中心142a、142b相互成為相反側(cè)。
[0059]此外，既可以將磁檢測(cè)元件14a、14b如圖6B所示，配置為其整體離開(kāi)虛擬線(xiàn)L (在圖6B中，磁檢測(cè)元件14a的右端部與虛擬線(xiàn)L相比位于右側(cè)，磁檢測(cè)元件14b的左端部與虛擬線(xiàn)L相比位于左側(cè))，也可以如后所述，配置為其一部分與虛擬線(xiàn)L重疊在一起。此外，也可以將磁檢測(cè)元件14a、14b配置為中心142a與虛擬線(xiàn)L之間的距離Da和中心142b與虛擬線(xiàn)L之間的距離Db相等。另外，距離Da與距離Db也可以不是完全相等。
[0060]在圖6B所示的電流傳感器I中，將磁檢測(cè)元件14a、14b相對(duì)于虛擬線(xiàn)L相互配置于相反側(cè)。因此，即使在配置區(qū)域12中的電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在平行方向P (圖6B中的Y方向)上偏離的情況下，磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出誤差的正負(fù)也相反。此外，因?yàn)樵诨?3上隔著配置區(qū)域12配置磁檢測(cè)元件14a、14b，所以即使在電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在垂直方向V(圖6B中的Z方向)上偏離的情況下，也如通過(guò)圖2A說(shuō)明的那樣，磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出誤差的正負(fù)相反。因此，根據(jù)上述的磁檢測(cè)元件14a、14b的配置，不管在電流通路11的配置位置相對(duì)于靈敏度軸方向141a、141b在垂直或平行的哪個(gè)方向上偏離的情況下，都能夠通過(guò)對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b的輸出進(jìn)行運(yùn)算處理來(lái)抵消彼此的輸出誤差，并能夠抑制電流測(cè)定精度的下降。
[0061](實(shí)施例)
[0062]以下，對(duì)為了明確電流傳感器I的效果而進(jìn)行的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖7是示出本發(fā)明所涉及的電流傳感器的評(píng)價(jià)結(jié)果的曲線(xiàn)圖。圖8是比較例2所涉及的電流傳感器的示意圖。另外，在圖7中，比較例I所涉及的電流傳感器如圖1所示，對(duì)磁檢測(cè)元件a、b進(jìn)行了配置，使得磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb位于虛擬線(xiàn)L上。此外，比較例2所涉及的電流傳感器如圖8所示，對(duì)磁檢測(cè)元件a、b進(jìn)行了配置，使得磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb相對(duì)于虛擬線(xiàn)L位于相同側(cè)。實(shí)施方式所涉及的電流傳感器如通過(guò)圖3說(shuō)明的那樣，對(duì)磁檢測(cè)元件a、b進(jìn)行了配置，使得磁檢測(cè)元件a、b的中心142a、142b相對(duì)于虛擬線(xiàn)L相互位于相反側(cè)。
[0063]此外，在圖7中，橫軸表示在配置區(qū)域12中電流通路11的配置位置從希望的位置在方向P上偏離的距離。此外，縱軸將實(shí)施方式所涉及的一對(duì)磁檢測(cè)元件14a、14b或比較例
1、2所涉及的一對(duì)磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差作為靈敏度誤差來(lái)示出。例如，在圖2B中，以正值表示向配置區(qū)域21的外側(cè)(在圖6B中為磁檢測(cè)元件14b側(cè))的偏離，以負(fù)值表示向配置區(qū)域21的內(nèi)側(cè)(在圖6B中為磁檢測(cè)元件14a側(cè))的偏離。
[0064]關(guān)于比較例I所涉及的電流傳感器，如通過(guò)圖1C說(shuō)明的那樣，在電流通路11的配置位置在方向P上偏離的情況下,虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb每一個(gè)之間的距離Da、Db都比圖1A所示的情況(在圖1A中為O)大。其結(jié)果，磁檢測(cè)元件a、b的輸出與圖1A所示的情況相比都會(huì)減少，并產(chǎn)生負(fù)的輸出誤差。因此，即使取得磁檢測(cè)元件a、b的輸出的差，也如圖7所示，不能夠抑制磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差的下降。
[0065]此外，關(guān)于比較例2所涉及的電流傳感器，在圖8中，在電流通路11的配置位置在方向P上向配置區(qū)域12的外側(cè)偏離的情況下(即，正的方向)，虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb每一個(gè)之間的距離Da、Db比圖8所示的情況大。因此,磁檢測(cè)元件a、b都會(huì)產(chǎn)生負(fù)的輸出誤差，若取得磁檢測(cè)元件a、b的輸出的差，則如圖7所示，磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差會(huì)在負(fù)的方向上倍增。另一方面，在圖8中，在電流通路11的配置位置在方向P上向配置區(qū)域的內(nèi)側(cè)偏離的情況下(即，負(fù)的方向)，虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件a、b的中心Ca、Cb每一個(gè)之間的距離Da、Db比圖8所示的情況小。因此，磁檢測(cè)元件a、b都會(huì)產(chǎn)生正的輸出誤差，若取得磁檢測(cè)元件a、b的輸出的差，則如圖7所示，磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差會(huì)在正的方向上倍增。這樣，關(guān)于比較例2所涉及的電流傳感器，在電流通路11的配置位置在方向P上偏離的情況下，磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差的正負(fù)相同，所以不能夠抑制電流測(cè)定精度的下降。
[0066]與此相對(duì)，關(guān)于本發(fā)明所涉及的電流傳感器1，如通過(guò)圖4說(shuō)明的那樣，在電流通路11的配置位置向配置區(qū)域12的外側(cè)偏離的情況下(即，正的方向)，虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件a之間的距離Da’比圖3B所示的距離Da大，虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件b之間的距離Db’比圖3B所示的距離Db小。因此，會(huì)在磁檢測(cè)元件a中產(chǎn)生負(fù)的輸出誤差，而在磁檢測(cè)元件b中產(chǎn)生正的輸出誤差。其結(jié)果，通過(guò)取得磁檢測(cè)元件a、b的輸出的差，如圖7所示，能夠抑制磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差。同樣地，在電流通路11的配置位置向配置區(qū)域12的內(nèi)側(cè)偏離的情況下(即，負(fù)的方向)，虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件a之間的距離Da’比圖3B所示的距離Da小，虛擬線(xiàn)L與磁檢測(cè)元件b之間的距離Db’比圖3B所示的距離Db大。因此，會(huì)在磁檢測(cè)兀件a中產(chǎn)生正的輸出誤差,而在磁檢測(cè)兀件b中產(chǎn)生負(fù)的輸出誤差。其結(jié)果，通過(guò)取得磁檢測(cè)元件a、b的輸出的差，如圖7所示，能夠抑制磁檢測(cè)元件a、b的差動(dòng)誤差。如上所述，關(guān)于本發(fā)明所涉及的電流傳感器I，在電流通路11的配置位置在方向P上偏離的情況下，磁檢測(cè)元件a、b的輸出誤差的正負(fù)相反，所以能夠抑制電流測(cè)定精度的下降。
[0067]另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，能夠進(jìn)行各種變更來(lái)實(shí)施。在上述實(shí)施方式中，對(duì)安裝單元是作為電流通路的配置區(qū)域而設(shè)置了凹部的基板、或一對(duì)基板的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于此，能夠同樣應(yīng)用于具有配置電流通路的配置區(qū)域并具有在該配置區(qū)域中電流通路容易相對(duì)地發(fā)生位置偏離的方向的構(gòu)成。此外，能夠適當(dāng)變更上述實(shí)施方式中的各構(gòu)成要素的配置、大小等來(lái)實(shí)施。另外，本發(fā)明能夠不脫離本發(fā)明的范圍地進(jìn)行適當(dāng)變更來(lái)實(shí)施。
[0068]工業(yè)實(shí)用性
[0069]本發(fā)明的電流傳感器例如能夠用于檢測(cè)電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電流的大小。
[0070]本申請(qǐng)基于2011年9月13日申請(qǐng)的日本特愿2011-199487。將其內(nèi)容全部援引于此。
【權(quán)利要求】
1.一種電流傳感器，其特征在于，具備: 安裝單元，其具有配置電流通路的配置區(qū)域； 一對(duì)磁檢測(cè)元件，隔著所述配置區(qū)域配置在所述安裝單元上；和 運(yùn)算電路，其設(shè)置在所述安裝單元上，并基于所述一對(duì)磁檢測(cè)元件的檢測(cè)值對(duì)所述電流通路的電流值進(jìn)行運(yùn)算， 所述一對(duì)磁檢測(cè)元件相對(duì)于所述電流通路的剖視圖中的通過(guò)所述電流通路的重心的虛擬線(xiàn)相互配置于相反側(cè)，并各自具有平行于與在所述電流通路中流通的電流的方向以及所述虛擬線(xiàn)的方向正交的方向的靈敏度軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其特征在于， 所述一對(duì)磁檢測(cè)元件配置為相對(duì)于所述虛擬線(xiàn)，所述一對(duì)磁檢測(cè)元件的整體相互成為相反側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電流傳感器，其特征在于， 所述一對(duì)磁檢測(cè)元件配置為從各磁檢測(cè)元件的中心到所述虛擬線(xiàn)的距離彼此相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的電流傳感器，其特征在于， 所述配置區(qū)域由在所述靈敏度軸的方向上延伸并具有敞開(kāi)部的凹部構(gòu)成， 所述電流通路具有平板形狀，沿著所述電流通路的主面從所述敞開(kāi)部插入而配置于所述凹部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的電流傳感器，其特征在于， 所述安裝單元由相互平行地配置的一對(duì)基板構(gòu)成，所述配置區(qū)域是所述一對(duì)基板之間的區(qū)域， 所述電流通路是平板形狀的導(dǎo)體，并配置于所述配置區(qū)域，使得所述電流通路的主面與所述一對(duì)基板的主面平行。
【文檔編號(hào)】G01R15/20GK103733079SQ201280038337
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】田村學(xué) 申請(qǐng)人:阿爾卑斯綠色器件株式會(huì)社