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CN111033276B - 电流传感器 - Google Patents

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CN111033276B
CN111033276B CN201880053907.0A CN201880053907A CN111033276B CN 111033276 B CN111033276 B CN 111033276B CN 201880053907 A CN201880053907 A CN 201880053907A CN 111033276 B CN111033276 B CN 111033276B
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magnetic sensor
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magnetic
conductor
current sensor
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北森宣匡
清水康弘
坂口仁志
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

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Abstract

磁传感器封装件(120)包含多个磁传感器、信号处理电路(30)以及金属板(40)。多个磁传感器对由测定对象的电流产生的磁场的强度进行检测。信号处理电路(30)对从多个磁传感器输出的信号进行处理。多个磁传感器、信号处理电路(30)以及金属板(40)被绝缘性材料(121)覆盖。多个磁传感器以及信号处理电路(30)搭载于上述金属板(40)。

Description

电流传感器
技术领域
本发明涉及电流传感器,涉及通过对根据被测定电流而产生的磁场进行测定来检测被测定电流的值的电流传感器。
背景技术
作为公开了电流传感器的结构的在先文献,有日本特开2015-190930号公报(专利文献1)以及日本特开2007-78418号公报(专利文献2)。
专利文献1所记载的电流传感器具备对磁进行检测的第1磁传感器以及第2磁传感器、电流路、和信号处理器件。电流路在第1磁传感器的周围沿着第1环绕方向布线。电流路在第2磁传感器的周围沿着与第1环绕方向相反的第2环绕方向布线。信号处理器件对来自第1磁传感器以及第2磁传感器的输出信号进行处理。第1磁传感器以及信号处理器件配置在第1金属板上。第2磁传感器配置在第2金属板上。
专利文献2所记载的电流传感器在设置于相互平行的平板状的两条线之间的阶梯空间配置了搭载有磁检测元件的集成芯片。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-190930号公报
专利文献2:日本特开2007-78418号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的电流传感器中,由于第1磁传感器和第2磁传感器配置在相互不同的金属板上,因此存在第1磁传感器的周围的温度和第2磁传感器的周围的温度产生差异的情况。在该情况下,根据第1磁传感器以及第2磁传感器各自所具有的磁阻元件的温度特性,电流传感器的测定值会产生误差。
在专利文献2所记载的电流传感器中,没有提及集成芯片内的磁检测元件的装配构造。
本发明是鉴于上述的问题点而完成的,其目的在于,提供一种降低了由磁阻元件的温度特性引起的测定误差的电流传感器。
用于解决课题的手段
基于本发明的电流传感器具备导体和磁传感器封装件。在导体流过测定对象的电流。磁传感器封装件包含多个磁传感器、信号处理电路以及金属板。多个磁传感器对由上述电流产生的磁场的强度进行检测。信号处理电路对从多个磁传感器输出的信号进行处理。多个磁传感器、信号处理电路以及金属板被绝缘性材料覆盖。多个磁传感器以及信号处理电路搭载于上述金属板。
在本发明的一个方式中,多个磁传感器形成于一个磁传感器芯片。
在本发明的一个方式中,在信号处理电路中组装对磁传感器封装件的内部的温度进行测定的温度传感器。信号处理电路基于温度传感器的测定结果来修正并处理从多个磁传感器输出的信号。
在本发明的一个方式中,磁传感器封装件还包含与信号处理电路电连接的多个外部输出端子。上述金属板的一部分构成多个外部输出端子中的至少一个外部输出端子。
在本发明的一个方式中,磁传感器封装件还包含与信号处理电路电连接的无源电路。多个外部输出端子通过无源电路而与信号处理电路电连接。无源电路搭载于上述金属板,并被上述绝缘性材料覆盖。
在本发明的一个方式中,磁传感器封装件还包含静电屏蔽件。静电屏蔽件与上述金属板电连接,并被上述绝缘性材料覆盖。多个磁传感器以及信号处理电路位于夹在上述金属板与静电屏蔽件之间的区域。
在本发明的一个方式中,磁传感器封装件还包含:至少一个偏置磁铁,使多个磁传感器位于彼此之间并施加偏置磁场。至少一个偏置磁铁搭载于上述金属板,并被上述绝缘性材料覆盖。
在本发明的一个方式中,导体包含表面以及背面,具有具备长度方向、与上述长度方向正交的宽度方向、以及与上述长度方向和上述宽度方向正交的厚度方向的板状的形状,并且,在上述长度方向上的中途包含上述电流被分流流过的一方的流路部以及另一方的流路部。另一方的流路部在上述宽度方向上位于与一方的流路部并排的位置。从上述宽度方向观察,形成有由一方的流路部和另一方的流路部包围的区域。多个磁传感器从上述宽度方向观察位于上述区域的内部,并且,从上述厚度方向观察位于从上述宽度方向上的一方的流路部的一端到另一方的流路部的另一端的范围内。
在本发明的一个方式中,导体在一方的流路部与另一方的流路部之间设置有在上述长度方向上延伸的开口部。磁传感器封装件与开口部的边缘的至少一部分相接地固定于导体。
在本发明的一个方式中,磁传感器封装件还包含与上述金属板电绝缘的金属制的突出片。突出片与开口部的上述长度方向的至少一方的边缘相接地焊接于导体。磁传感器封装件通过突出片和导体的焊接部被固定于导体。
在本发明的一个方式中,电流传感器还具备安装构件。安装构件固定于导体,并与磁传感器封装件连接。安装构件与开口部的上述长度方向的至少一方的边缘相接地固定于导体。
在本发明的一个方式中,安装构件和磁传感器封装件相互被熔敷。
发明效果
根据本发明,能够降低由磁阻元件的温度特性引起的电流传感器的测定误差。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的结构的立体图。
图2是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图3是示出本发明的实施方式1的第2变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
图4是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图5是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图6是示出本发明的实施方式4涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图7是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图8是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的立体图。
图9是示出本发明的实施方式5的变形例涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图10是示出本发明的实施方式5的变形例涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的立体图。
图11是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。
图12是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的立体图。
图13是示出本发明的实施方式7涉及的电流传感器的结构的立体图。
图14是示出本发明的实施方式7的第1变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
图15是示出本发明的实施方式7的第2变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
图16是示出本发明的实施方式7的第3变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
图17是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的立体图。
图18是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的分解立体图。
图19是示出本发明的实施方式8的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
图20是示出本发明的实施方式8的变形例涉及的电流传感器的结构的分解立体图。
图21是示出本发明的实施方式9涉及的电流传感器的结构的立体图。
图22是示出本发明的实施方式9涉及的电流传感器的结构的分解立体图。
图23是示出本发明的实施方式10涉及的电流传感器的结构的立体图。
图24是从XXIV-XXIV线箭头方向观察图23的电流传感器的剖视图。
图25是示出本发明的实施方式10的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。
图26是示出本发明的实施方式11涉及的电流传感器的结构的立体图。
具体实施方式
以下,参照图对本发明的各实施方式涉及的电流传感器进行说明。在以下的实施方式的说明中,对于图中的相同或者相应部分标注相同的符号,不重复其说明。
(实施方式1)
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的结构的立体图。图2是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。在图1中,用双点划线示出由绝缘性材料构成的磁传感器封装件的外形,透视绝缘性材料来图示。此外,在图1中,为了容易观察,未图示电极以及布线。在图2中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。在图1中,将后述的导体110的长度方向设为X轴方向,将导体110的宽度方向设为Y轴方向,将导体110的厚度方向设为Z轴方向来图示。
如图1以及图2所示,本发明的实施方式1涉及的电流传感器100具备导体110和磁传感器封装件120。在导体110流过测定对象的电流。导体110包含表面以及背面,是具有长度方向(X轴方向)、与长度方向(X轴方向)正交的宽度方向(Y轴方向)、以及与长度方向(X轴方向)和宽度方向(Y轴方向)正交的厚度方向(Z轴方向)的板状。导体110在长度方向(X轴方向)上的中途包含测定对象的电流被分流流过的一方的流路部111以及另一方的流路部115。另一方的流路部115在宽度方向(Y轴方向)上位于与一方的流路部111并排的位置。
导体110在一方的流路部111与另一方的流路部115之间设置有在长度方向(X轴方向)上延伸的开口部119。开口部119在宽度方向(Y轴方向)上位于导体110的中央。另外,开口部119也可以不必一定在宽度方向(Y轴方向)上位于导体110的中央。
在本实施方式中,导体110由铜构成。不过,导体110的材料不限于此,也可以是银、铝或铁等金属、或者包含这些金属的合金。
导体110也可以被实施表面处理。例如,也可以在导体110的表面设置由镍、锡、银或铜等金属、或者包含这些金属的合金构成的、至少一层的镀敷层。此外,导体110也可以由绝缘性树脂绝缘被覆。
在本实施方式中,通过铸造形成了导体110。不过,导体110的形成方法不限于此,也可以通过切削加工或者压制加工等来形成导体110。
磁传感器封装件120包含第1磁传感器10、第2磁传感器20、信号处理电路30以及金属板40。第1磁传感器10、第2磁传感器20、信号处理电路30以及金属板40被绝缘性材料121覆盖。作为绝缘性材料121,能够使用硅酮树脂或者环氧树脂等绝缘性树脂。
磁传感器封装件120还包含与信号处理电路30电连接的多个外部输出端子50。多个外部输出端子50各自的前端侧不被绝缘性材料121覆盖而露出。金属板40的一部分构成多个外部输出端子50中的至少一个外部输出端子。
在本实施方式中,磁传感器封装件120作为多个外部输出端子50包含第1外部输出端子51、第2外部输出端子52、第3外部输出端子53、以及第4外部输出端子54。金属板40的一部分构成了第2外部输出端子52。另外,外部输出端子的数目不限于4个,只要为多个即可。
第1磁传感器10以及第2磁传感器20对由流过导体110的测定对象的电流产生的磁场的强度进行检测。在本实施方式中,第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自具有霍尔元件,对厚度方向(Z轴方向)的磁场进行检测。第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自在检测到朝向厚度方向(Z轴方向)的一方的磁场的情况下以正的值进行输出,在检测到朝向厚度方向(Z轴方向)的另一方的磁场的情况下以负的值进行输出。
另外,第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自并不限于具有霍尔元件的磁传感器,也可以是具有利用磁阻抗效应的MI(Magneto Impedance,磁阻抗)元件的磁传感器或者磁通门型磁传感器等。
或者,第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自也可以具有由4个AMR(AnisotropicMagneto Resistance,各向异性磁阻)元件构成的惠斯通桥型的桥电路。第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自也可以取代AMR元件而具有GMR(Giant Magneto Resistance,巨磁阻)、TMR(Tunnel Magneto Resistance,隧道磁阻)、BMR(Ballistic Magneto Resistance,弹道磁阻)、CMR(Colossal Magneto Resistance,庞磁阻)等磁阻元件。此外,第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自也可以具有由两个磁阻元件构成的半桥电路。
在本实施方式中,第1磁传感器10形成于第1磁传感器芯片1C。第2磁传感器20形成于第2磁传感器芯片2C。
信号处理电路30对从第1磁传感器10以及第2磁传感器20输出的信号进行处理。信号处理电路30通过运算第1磁传感器10的检测值和第2磁传感器20的检测值,从而计算流过导体110的测定对象的电流的值。在本实施方式中,信号处理电路30包含差动放大器。不过,信号处理电路30也可以包含减法器。
第1磁传感器10、第2磁传感器20以及信号处理电路30搭载于一片金属板40。金属板40具有大致长方体状的外形,成为第2外部输出端子52的部分从端部突出。
在本实施方式中,第1磁传感器芯片1C、第2磁传感器芯片2C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50依次排列成1列地配置。第1磁传感器芯片1C、第2磁传感器芯片2C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50通过引线接合相互被电连接。
具体地,在第1磁传感器芯片1C中,设置于第1磁传感器芯片1C的多个第1电极1T中的一部分和第1磁传感器10通过对应的布线1L相互被连接。在第2磁传感器芯片2C中,设置于第2磁传感器芯片2C的多个第2电极2T中的一部分和第2磁传感器20通过对应的布线2L相互被连接。
设置于第1磁传感器芯片1C的多个第1电极1T中的一部分和设置于第2磁传感器芯片2C的多个第2电极2T中的一部分通过对应的布线3L相互被连接。
设置于第2磁传感器芯片2C的多个第2电极2T中的一部分和设置于信号处理电路30的多个第3电极30T的一部分通过对应的布线4L相互被连接。设置于信号处理电路30的多个第3电极30T的一部分和多个外部输出端子50通过对应的布线5L相互被连接。
如上述,第1磁传感器芯片1C、第2磁传感器芯片2C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50相互被电连接,由此从第1磁传感器10输出的信号和从第2磁传感器20输出的信号通过信号处理电路30一起处理,并从多个外部输出端子50输出。
另外,第1磁传感器芯片1C、第2磁传感器芯片2C、信号处理电路30以及金属板40的连接方法不限于引线接合,也可以是芯片焊接或者倒装片等。作为芯片焊接材料,能够使用环氧系或者硅酮系的材料。
在本实施方式中,金属板40由铜构成。不过,构成金属板40的材料不限于铜,只要是导热性以及导电性高的金属即可。此外,根据上述的连接方法,为了确保良好的连接性,也可以在金属板40的表面设置镀敷层。进而,可适当设定金属板40的材料以及厚度以使得金属板40具有足够的强度。
在形成磁传感器封装件120时,可以通过传递成型(transfer mold)来形成封装件整体,也可以在通过预成型对金属板40进行了一体成型的成型体装配第1磁传感器芯片1C、第2磁传感器芯片2C以及信号处理电路30。
磁传感器封装件120载置在导体110上,使得金属板40位于与导体110平行的位置。具体地,磁传感器封装件120配置在一方的流路部111、开口部119以及另一方的流路部115的上方,使得金属板40与一方的流路部111以及另一方的流路部115各自对置。
磁传感器封装件120被配置为第1磁传感器芯片1C、第2磁传感器芯片2C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50排列的方向和宽度方向(Y轴方向)相互平行。
磁传感器封装件120被配置为在宽度方向(Y轴方向)上,第1磁传感器10与第2磁传感器20之间的中间的位置和开口部119的中央的位置彼此一致。从厚度方向(Z轴方向)观察,第1磁传感器10以及第2磁传感器20与开口部119重叠。第1磁传感器10和一方的流路部111的最短距离与第2磁传感器20和另一方的流路部115的最短距离相互大致相同。
通过第1磁传感器10以及第2磁传感器20配置在上述的位置,从而在测定对象的电流流过导体110时,在第1磁传感器10中环绕一方的流路部111的磁场主要发挥作用,在第2磁传感器20中环绕另一方的流路部115的磁场主要发挥作用。
其结果,第1磁传感器10对朝向厚度方向(Z轴方向)的一方的磁场进行检测,第2磁传感器20对朝向厚度方向(Z轴方向)的另一方的磁场进行检测。由此,关于由流过导体110的测定对象的电流产生的磁场的强度,第1磁传感器10的检测值的相位和第2磁传感器20的检测值的相位成为反相。由此,若将第1磁传感器10检测到的磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器20检测到的磁场的强度成为负的值。
第1磁传感器10的检测值和第2磁传感器20的检测值通过信号处理电路30运算。具体地,信号处理电路30从第1磁传感器10的检测值减去第2磁传感器20的检测值。根据该结果来计算流过导体110的测定对象的电流的值。
另一方面,关于作用于第1磁传感器10以及第2磁传感器20的外部磁场的强度,第1磁传感器10的检测值的相位和第2磁传感器20的检测值的相位成为同相。由此,若将第1磁传感器10检测到的磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器20检测到的磁场的强度成为正的值。其结果,信号处理电路30从第1磁传感器10的检测值减去第2磁传感器20的检测值,由此外部磁场几乎不被检测到,可降低其影响。
另外,在第1磁传感器10以及第2磁传感器20中,检测值成为正的磁场方向也可以彼此相反。在该第1变形例的情况下,信号处理电路30取代差动放大器而包含加法器或者加法放大器。
在上述的第1变形例中,关于由流过导体110的测定对象的电流产生的磁场的强度,第1磁传感器10的检测值的相位和第2磁传感器20的检测值的相位成为同相。因而,若将第1磁传感器10检测到的磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器20检测到的磁场的强度成为正的值。信号处理电路30将第1磁传感器10的检测值和第2磁传感器20的检测值相加。根据该结果来计算流过导体110的测定对象的电流的值。
另一方面,在上述的第1变形例中,关于作用于第1磁传感器10以及第2磁传感器20的外部磁场的强度,第1磁传感器10的检测值的相位和第2磁传感器20的检测值的相位成为反相。因此,若将第1磁传感器10检测到的磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器20检测到的磁场的强度成为负的值。其结果,信号处理电路30将第1磁传感器10的检测值和第2磁传感器20的检测值相加,从而外部磁场几乎不被检测到,可降低其影响。
如上述,本实施方式涉及的电流传感器100以及本实施方式的第1变形例涉及的电流传感器能够在降低外部磁场的影响的同时高灵敏度地对测定对象的电流进行测定。
在本实施方式涉及的电流传感器100中,第1磁传感器10、第2磁传感器20以及信号处理电路30搭载于一片金属板40,因此能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器100的测定误差。
特别是,第1磁传感器10和一方的流路部111的最短距离与第2磁传感器20和另一方的流路部115的最短距离彼此大致相同,由此从分流部向第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自传导的热量变得大致相同,因此能够进一步减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够进一步降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器100的测定误差。
在本实施方式涉及的电流传感器100中,能够使第1磁传感器10和第2磁传感器20相互靠近地配置。因而,外部磁场同等地作用于第1磁传感器10以及第2磁传感器20双方,因此能够由信号处理电路30降低外部磁场的影响。此外,能够将电流传感器100小型化。进而,由于能够缩短将第1磁传感器10、第2磁传感器20以及信号处理电路30相互连接的布线的长度,因此能够降低寄生电阻以及寄生电感。由此,能够降低在由布线形成的环路产生的感应电动势,提高电流传感器100的过渡特性,进而能够提高电流传感器100的检测灵敏度。
在本实施方式涉及的电流传感器100中,导体110和磁传感器封装件120由分体构成,导体110与磁传感器封装件120之间的热电阻变大,因此能够抑制由于导体110的发热使得第1磁传感器10以及第2磁传感器20被加热的情况从而降低给第1磁传感器10以及第2磁传感器20造成的热影响,能够提高电流传感器100的可靠性。
在本实施方式涉及的电流传感器100中,金属板40的一部分构成了第2外部输出端子52,因此与金属板40和多个外部输出端子50由分体构成的情况相比较,能够提高多个外部输出端子50的与磁传感器封装件120的安装强度,提高电流传感器100的可靠性。
另外,磁传感器封装件120内的、第1磁传感器10、第2磁传感器20以及信号处理电路30的配置不限于上述,能够适当变更。优选第1磁传感器10以及第2磁传感器20被配置为第1磁传感器10的周围的温度和第2磁传感器20的周围的温度变得相等。所配置的磁传感器的数目不限于两个,也可以为4个以上的偶数。
此外,导体110的形状也能够适当变更。图3是示出本发明的实施方式1的第2变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。本发明的实施方式1的第2变形例涉及的电流传感器仅导体的形状不同于本发明的实施方式1涉及的电流传感器100,因此关于与本发明的实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构将不重复说明。
如图3所示,本发明的实施方式1的第2变形例涉及的电流传感器100a具备导体110a和磁传感器封装件120。导体110a在长度方向(X轴方向)上的中途包含测定对象的电流被分流流过的一方的流路部111a以及另一方的流路部115a。另一方的流路部115a在宽度方向(Y轴方向)上位于与一方的流路部111a并排的位置。一方的流路部111a以及另一方的流路部115a各自在宽度方向(Y轴方向)上向外侧突出。
一方的流路部111a的沿着宽度方向(Y轴方向)的剖面面积和另一方的流路部115a的沿着宽度方向(Y轴方向)的剖面面积彼此大致相同,这些剖面面积的合计与没有分流的部分的导体110的沿着宽度方向(Y轴方向)的剖面面积大致相同。
其结果,导体110a在分流部也能够确保与没有分流的部分大致相同的电流的流路面积,能够抑制在一方的流路部111a以及另一方的流路部115a产生局部的发热。由此,能够更加抑制由于导体110的发热使得第1磁传感器10以及第2磁传感器20被加热的情况从而进一步降低给第1磁传感器10以及第2磁传感器20造成的热影响,能够更加提高电流传感器100的可靠性。
(实施方式2)
以下,对本发明的实施方式2涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式2涉及的电流传感器与实施方式1涉及的电流传感器100的不同点仅在于,多个磁传感器形成于一个磁传感器芯片,因此关于与实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图4是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。在图4中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。
如图4所示,本发明的实施方式2涉及的电流传感器具备磁传感器封装件220。在本实施方式中,第1磁传感器10以及第2磁传感器20形成于一个磁传感器芯片3C。磁传感器芯片3C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50依次排列成1列地配置。磁传感器芯片3C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50通过引线接合相互被电连接。
具体地,设置于磁传感器芯片3C的多个第1电极1T中的一部分和第1磁传感器10通过对应的布线1L相互被连接。设置于磁传感器芯片3C的多个第2电极2T中的一部分和第2磁传感器20通过对应的布线2L相互被连接。
多个第1电极1T中的一部分和多个第2电极2T中的一部分通过对应的布线3L相互被连接。设置于磁传感器芯片3C的多个第2电极2T中的一部分和设置于信号处理电路30的多个第3电极30T的一部分通过对应的布线4L相互被连接。设置于信号处理电路30的多个第3电极30T的一部分和多个外部输出端子50通过对应的布线5L相互被连接。
如上述,磁传感器芯片3C、信号处理电路30以及多个外部输出端子50相互被电连接,由此从第1磁传感器10输出的信号和从第2磁传感器20输出的信号通过信号处理电路30一起处理,并从多个外部输出端子50输出。
在本实施方式涉及的电流传感器中,第1磁传感器10以及第2磁传感器20形成于一个磁传感器芯片3C。因而,与实施方式1涉及的电流传感器100相比较,能够进一步减小第1磁传感器10和第2磁传感器20的间隔。
由此,能够进一步减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够进一步降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器的测定误差。
此外,与如实施方式1涉及的电流传感器100那样将以分体构成的第1磁传感器芯片1C以及第2磁传感器芯片2C装配于金属板40的情况相比较,通过将磁传感器芯片3C装配于金属板40,从而能够降低第1磁传感器10和第2磁传感器20的相对位置的偏差,因此能够提高电流传感器的可靠性。
(实施方式3)
以下,对本发明的实施方式3涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式3涉及的电流传感器与实施方式2涉及的电流传感器的不同点仅在于,在信号处理电路中组装有对磁传感器封装件的内部的温度进行测定的温度传感器,因此关于与实施方式2涉及的电流传感器同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图5是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。在图5中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。
如图5所示,本发明的实施方式3涉及的电流传感器具备磁传感器封装件320。在本实施方式中,在信号处理电路30中组装有对磁传感器封装件320的内部的温度进行测定的温度传感器60。信号处理电路30基于温度传感器60的测定结果来修正并处理从第1磁传感器10以及第2磁传感器20输出的信号。
由此,能够修正由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的第1磁传感器10以及第2磁传感器20的检测误差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器的测定误差,提高电流传感器的可靠性。
(实施方式4)
以下,对本发明的实施方式4涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式4涉及的电流传感器与实施方式2涉及的电流传感器的不同点主要在于,磁传感器封装件包含与信号处理电路电连接的无源电路,因此关于与实施方式2涉及的电流传感器同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图6是示出本发明的实施方式4涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。在图6中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。
如图6所示,本发明的实施方式4涉及的电流传感器具备磁传感器封装件420。在本实施方式中,磁传感器封装件420包含与信号处理电路30电连接的无源电路70。多个外部输出端子50通过无源电路70而与信号处理电路30电连接。信号处理电路30搭载于金属板40,被绝缘性材料121覆盖。
无源电路70具有滤波器等功能。磁传感器封装件420包含无源电路70,由此能够抑制电流传感器的EMI(Electro-Magnetic Interference,电磁干扰),提高电流传感器的可靠性。
(实施方式5)
以下,对本发明的实施方式5涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式5涉及的电流传感器与实施方式4涉及的电流传感器的不同点主要在于,磁传感器封装件包含静电屏蔽件,因此关于与实施方式4涉及的电流传感器同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图7是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。图8是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的立体图。在图7以及图8中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。
如图7以及图8所示,本发明的实施方式5涉及的电流传感器具备磁传感器封装件520。在本实施方式中,磁传感器封装件520包含静电屏蔽件80。静电屏蔽件80与金属板40电连接,并被绝缘性材料121覆盖。
在本实施方式中,静电屏蔽件80由与金属板40对置的平面部81、和从平面部81的边缘竖立设置的周面部82构成。
静电屏蔽件80和金属板40通过焊料或者导电性膏等具有导电性的接合材料将金属板40和周面部82相互接合,由此构成为一体。另外,金属板40和周面部82也可以通过压入等相互被机械地接合。作为构成静电屏蔽件80的材料,能够使用非磁性的金属,更优选导热性高的金属。
第1磁传感器10、第2磁传感器20、信号处理电路30以及无源电路70位于夹在金属板40与静电屏蔽件80之间的区域。在本实施方式中,第1磁传感器10、第2磁传感器20、信号处理电路30以及无源电路70位于被金属板40和静电屏蔽件80包围的空间内。
由此,能够降低噪声所引起的电场对第1磁传感器10、第2磁传感器20、信号处理电路30以及无源电路70的影响。
此外,通过金属板40和静电屏蔽件80相接,从而金属板40的热扩散到静电屏蔽件80,磁传感器封装件520的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器的测定误差。
另外,静电屏蔽件80只要至少具有平面部81即可。图9是示出本发明的实施方式5的变形例涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。图10是示出本发明的实施方式5的变形例涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的立体图。在图9以及图10中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。
本发明的实施方式5的变形例涉及的电流传感器仅静电屏蔽件的形状不同于本发明的实施方式5涉及的电流传感器,因此关于与本发明的实施方式5涉及的电流传感器同样的结构,不重复说明。
如图9以及图10所示,本发明的实施方式5的变形例涉及的电流传感器具备磁传感器封装件520a。在本实施方式的变形例中,磁传感器封装件520a包含静电屏蔽件80a。静电屏蔽件80a与金属板40电连接,并被绝缘性材料121覆盖。
在本实施方式的变形例中,静电屏蔽件80a由与金属板40对置的平面部81、和从平面部81的角部竖立设置的腿部82a构成。
静电屏蔽件80a和金属板40通过焊料或者导电性膏等具有导电性的接合材料将金属板40和腿部82a相互接合,由此构成为一体。另外,金属板40和腿部82a也可以通过压入等相互被机械地接合。
第1磁传感器10、第2磁传感器20以及信号处理电路30位于夹在金属板40与静电屏蔽件80a之间的区域。由此,能够降低噪声所引起的电场对第1磁传感器10、第2磁传感器20以及信号处理电路30的影响。
在本实施方式的变形例中,在降低噪声所引起的电场的影响的基础上仅在重要的地方配置静电屏蔽件80a,与静电屏蔽件80相比较,将静电屏蔽件80a小型化。由此,能够谋求电流传感器的低成本化以及轻量化。
(实施方式6)
以下,对本发明的实施方式6涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式6涉及的电流传感器与实施方式5的变形例涉及的电流传感器的不同点主要在于,磁传感器封装件包含使多个磁传感器位于彼此之间并施加偏置磁场的至少一个偏置磁铁,因此关于与实施方式5的变形例涉及的电流传感器同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图11是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的俯视图。图12是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器所具备的磁传感器封装件的结构的立体图。在图11以及图12中,为便于说明,未图示构成磁传感器封装件的一部分的绝缘性材料。
如图11以及图12所示,本发明的实施方式6涉及的电流传感器具备磁传感器封装件620。在本实施方式中,磁传感器封装件620包含使第1磁传感器10以及第2磁传感器20位于彼此之间并施加偏置磁场的两个偏置磁铁90。两个偏置磁铁90搭载于金属板40,并被绝缘性材料121覆盖。
偏置磁铁90也可以由烧结磁铁、粘结磁铁或者薄膜构成。偏置磁铁90的种类没有特别限定,能够使用铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁或者钕磁铁等。
在本实施方式中,在长度方向(X轴方向)上,在磁传感器芯片3C的两侧配置了偏置磁铁90。在两个偏置磁铁90各自与磁传感器芯片3C之间设置有间隙。
另外,所配置的偏置磁铁90的数目不限于两个,可以至少为一个。此外,也可以将在磁传感器芯片3C的两侧接合了偏置磁铁90的复合芯片搭载于金属板40。
在本实施方式中,通过在磁传感器封装件620的内部配置了偏置磁铁90,从而与在磁传感器封装件620的外部配置了偏置磁铁的情况相比较,能够将电流传感器小型化。
此外,通过金属板40和偏置磁铁90相接,从而金属板40的热扩散到偏置磁铁90,磁传感器封装件620的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器的测定误差。
进而,通过金属板40和偏置磁铁90相接,从而偏置磁铁90的内部温度以及偏置磁铁90的磁特性被均匀化。由此,施加于第1磁传感器10以及第2磁传感器20的偏置磁场稳定,第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自的检测灵敏度稳定。其结果,能够提高电流传感器的可靠性。
(实施方式7)
以下,对本发明的实施方式7涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式7涉及的电流传感器主要是导体的形状与实施方式1涉及的电流传感器100不同,因此关于与实施方式1涉及的电流传感器100同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图13是示出本发明的实施方式7涉及的电流传感器的结构的立体图。在图13中,用双点划线示出由绝缘性材料构成的磁传感器封装件的外形,透视绝缘性材料来图示。此外,在图13中,为了易于观察,未图示电极以及布线。
如图13所示,本发明的实施方式7涉及的电流传感器700具备导体710和磁传感器封装件120。导体710在长度方向(X轴方向)上的中途包含测定对象的电流被分流流过的一方的流路部711以及另一方的流路部715。另一方的流路部715在宽度方向(Y轴方向)上位于与一方的流路部711并排的位置。
在一方的流路部711与另一方的流路部715之间,设置有在长度方向(X轴方向)上延伸的开口部119。开口部119在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710的中央。另外,开口部119也可以不必一定在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710的中央。
一方的流路部711从宽度方向(Y轴方向)观察向导体710的表面侧凸出。另一方的流路部715从宽度方向(Y轴方向)观察向导体710的背面侧凸出。
一方的流路部711由相互空出间隔并突出为与导体710的表面正交的第1突出部712以及第2突出部713、和在长度方向(X轴方向)上延伸并将第1突出部712和第2突出部713相连的延伸部714构成。不过,一方的流路部711的形状不限于此,例如,从宽度方向(Y轴方向)观察,也可以具有C字状或者半圆状的形状。
另一方的流路部715由相互空出间隔并突出为与导体710的背面正交的第3突出部716以及第4突出部717、和在长度方向(X轴方向)上延伸并将第3突出部716和第4突出部717相连的延伸部718构成。不过,另一方的流路部715的形状不限于此,例如,从宽度方向(Y轴方向)观察,也可以具有C字状或者半圆状的形状。一方的流路部711和另一方的流路部715具有相互为点对称的形状。另外,一方的流路部711和另一方的流路部715也可以不必一定是相互为点对称的形状。
从宽度方向(Y轴方向)观察,形成有由一方的流路部711和另一方的流路部715包围的区域710h。
在由一方的流路部711和另一方的流路部715形成的空间插入了磁传感器封装件120。磁传感器封装件120通过接合材料等固定于导体710。由此,第1磁传感器10以及第2磁传感器20从宽度方向(Y轴方向)观察位于上述区域710h的内部,并且,从厚度方向(Z轴方向)观察位于从宽度方向(Y轴方向)上的一方的流路部711的一端到另一方的流路部715的另一端的范围内。
磁传感器封装件120被配置为在宽度方向(Y轴方向)上,第1磁传感器10与第2磁传感器20之间的中间的位置和开口部119的中央的位置彼此一致。由此,电流传感器700能够在降低外部磁场的影响的同时高灵敏度地对测定对象的电流进行测定。
在本实施方式涉及的电流传感器700中,通过在由一方的流路部711和另一方的流路部715形成的空间内配置有磁传感器封装件120,从而导体710发热时的磁传感器封装件120的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器700的测定误差。
特别是,在本实施方式涉及的电流传感器700中,一方的流路部711的电阻值和另一方的流路部715的电阻值大致相同,因此能够使得由测定对象的电流流过导体710引起的一方的流路部711的发热量和另一方的流路部715的发热量同等。其结果,能够使第1磁传感器10的磁阻元件的周围的温度和第2磁传感器20的磁阻元件的周围的温度大致相同,因此能够有效地降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器700的测定误差。
另外,导体710的形状不限于上述,能够适当变更。图14是示出本发明的实施方式7的第1变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。图15是示出本发明的实施方式7的第2变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。图16是示出本发明的实施方式7的第3变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。本发明的实施方式7的第1变形例~第3变形例涉及的电流传感器仅导体的形状不同于本发明的实施方式7涉及的电流传感器700,因此关于与本发明的实施方式7涉及的电流传感器700同样的结构,不重复说明。
如图14所示,本发明的实施方式7的第1变形例涉及的电流传感器700a具备导体710a和磁传感器封装件120。导体710a在长度方向(X轴方向)上的中途包含测定对象的电流被分流流过的一方的流路部711以及另一方的流路部115。另一方的流路部115在宽度方向(Y轴方向)上位于与一方的流路部711并排的位置。
在一方的流路部711与另一方的流路部115之间,设置有在长度方向(X轴方向)上延伸的开口部119。开口部119在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710a的中央。另外,开口部119也可以不必一定在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710a的中央。从宽度方向(Y轴方向)观察,形成有由一方的流路部711和另一方的流路部115包围的区域710ah。
在由一方的流路部711和另一方的流路部115形成的空间,插入了磁传感器封装件120。由此,第1磁传感器10以及第2磁传感器20从宽度方向(Y轴方向)观察位于上述区域710ah的内部,并且,从厚度方向(Z轴方向)观察位于从宽度方向(Y轴方向)上的一方的流路部711的一端到另一方的流路部115的另一端的范围内。
磁传感器封装件120被配置为在宽度方向(Y轴方向)上,第1磁传感器10与第2磁传感器20之间的中间的位置和开口部119的中央的位置彼此一致。由此,电流传感器700a能够在降低外部磁场的影响的同时高灵敏度地对测定对象的电流进行测定。
在本实施方式的第1变形例涉及的电流传感器700a中,通过在由一方的流路部711和另一方的流路部115形成的空间内配置有磁传感器封装件120,从而导体710发热时的磁传感器封装件120的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器700a的测定误差。
如图15所示,本发明的实施方式7的第2变形例涉及的电流传感器700b具备导体710b和磁传感器封装件120。导体710b在长度方向(X轴方向)上的中途包含测定对象的电流被分流流过的一方的流路部711b以及另一方的流路部715b。另一方的流路部715b在宽度方向(Y轴方向)上位于与一方的流路部711b并排的位置。导体710b以分流部为界,长度方向(X轴方向)的一方部与另一方部相比较,位于导体710b的表面侧。
在一方的流路部711b与另一方的流路部715b之间,设置有在长度方向(X轴方向)上延伸的开口部119。开口部119在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710b的中央。另外,开口部119也可以不必一定在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710b的中央。
一方的流路部711b由从导体710b的长度方向(X轴方向)的一方部沿着长度方向(X轴方向)延伸的延伸部714b、和弯折为与导体710b的表面正交并将延伸部714b和导体710b的长度方向(X轴方向)的另一方部相连的弯折部713b构成。
另一方的流路部715b由从导体710b的长度方向(X轴方向)的一方部弯折为与导体710b的背面正交的弯折部716b、和从弯折部716b向长度方向(X轴方向)延伸并将弯折部716b、延伸部714b和导体710b的长度方向(X轴方向)的另一方部相连的延伸部718b构成。
从宽度方向(Y轴方向)观察,形成有由一方的流路部711b和另一方的流路部715b包围的区域710bh。
在由一方的流路部711b和另一方的流路部715b形成的空间,插入了磁传感器封装件120。由此,第1磁传感器10以及第2磁传感器20从宽度方向(Y轴方向)观察位于上述区域710bh的内部,并且,从厚度方向(Z轴方向)观察位于从宽度方向(Y轴方向)上的一方的流路部711b的一端到另一方的流路部715b的另一端的范围内。
磁传感器封装件120被配置为在宽度方向(Y轴方向)上,第1磁传感器10与第2磁传感器20之间的中间的位置、和开口部119的中央的位置彼此一致。由此,电流传感器700b能够在降低外部磁场的影响的同时高灵敏度地对测定对象的电流进行测定。
在本实施方式的第2变形例涉及的电流传感器700b中,通过在由一方的流路部711b和另一方的流路部715b形成的空间内配置有磁传感器封装件120,从而导体710b发热时的磁传感器封装件120的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器700b的测定误差。
如图16所示,本发明的实施方式7的第3变形例涉及的电流传感器700c具备导体710c和磁传感器封装件120。导体710c在长度方向(X轴方向)上的中途包含测定对象的电流被分流流过的一方的流路部711b以及另一方的流路部715c。另一方的流路部715c在宽度方向(Y轴方向)上位于与一方的流路部711b并排的位置。导体710c以分流部为界,长度方向(X轴方向)的一方部与另一方部相比较,位于导体710c的表面侧。
在一方的流路部711b与另一方的流路部715c之间,设置有在长度方向(X轴方向)上延伸的开口部119。开口部119在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710c的中央。另外,开口部119也可以不必一定在宽度方向(Y轴方向)上位于导体710c的中央。
另一方的流路部715c由相互空出间隔并突出为与导体710c的背面正交的第3突出部716c以及第4突出部717、和在长度方向(X轴方向)上延伸并将第3突出部716c和第4突出部717相连的延伸部718构成。第3突出部716c将导体710c的长度方向(X轴方向)的一方部和延伸部718相连。第4突出部717将延伸部718和导体710c的长度方向(X轴方向)的另一方部相连。
从宽度方向(Y轴方向)观察,形成有由一方的流路部711b和另一方的流路部715c包围的区域710ch。
在由一方的流路部711b和另一方的流路部715c形成的空间,插入了磁传感器封装件120。由此,第1磁传感器10以及第2磁传感器20从宽度方向(Y轴方向)观察位于上述区域710ch的内部,并且,从厚度方向(Z轴方向)观察位于从宽度方向(Y轴方向)上的一方的流路部711b的一端到另一方的流路部715c的另一端的范围内。
磁传感器封装件120被配置为在宽度方向(Y轴方向)上,第1磁传感器10与第2磁传感器20之间的中间的位置和开口部119的中央的位置彼此一致。由此,电流传感器700c能够在降低外部磁场的影响的同时高灵敏度地对测定对象的电流进行测定。
在本实施方式的第3变形例涉及的电流传感器700c中,通过在由一方的流路部711b和另一方的流路部715c形成的空间内配置有磁传感器封装件120,从而导体710c发热时的磁传感器封装件120的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器700c的测定误差。
(实施方式8)
以下,对本发明的实施方式8涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式8涉及的电流传感器与实施方式7涉及的电流传感器700的不同点主要在于包含安装构件,因此关于与实施方式7涉及的电流传感器700同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图17是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的立体图。图18是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的分解立体图。在图17以及图18中,磁传感器封装件仅图示了外形。
如图17以及图18所示,本发明的实施方式8涉及的电流传感器800具备导体710、磁传感器封装件120和安装构件830。
安装构件830包含:基部831、和从基部831的长度方向(X轴方向)的两端突出并与导体710的开口部119卡合的一对卡合部832。
安装构件830由具有绝缘性的树脂、工程塑料或者陶瓷等形成。安装构件830例如由硅酮树脂、环氧树脂、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、液晶聚合物、聚氨酯或者尼龙等形成。
安装构件830固定于导体710。安装构件830与开口部119的边缘的至少一部分相接地固定于导体710。安装构件830和导体710通过涂敷于彼此的接触部的附近的接合材料相互被接合。
在本实施方式中,安装构件830的一对卡合部832插入导体710的开口部119被固定。安装构件830的一对卡合部832与开口部119的长度方向(X轴方向)的两方的边缘一对一对应地相互接触。由此,安装构件830相对于导体710在长度方向(X轴方向)上被定位。
此外,安装构件830的一对卡合部832与一方的流路部711的开口部119侧的侧面以及另一方的流路部715的开口部119侧的侧面一对一对应地相互接触。由此,安装构件830相对于导体710在宽度方向(Y轴方向)上被定位。
安装构件830与磁传感器封装件120连接。安装构件830在基部831以及一对卡合部832的内侧面,与磁传感器封装件120接触。安装构件830和磁传感器封装件120通过涂敷于彼此的接触部的附近的接合材料相互被接合。由此,磁传感器封装件120间接地安装于导体710。
导体710的开口部119的长度方向(X轴方向)的边缘在由于电流流过导体710时的发热而导体710的分流部变形时成为变形量最小的部分。
在本实施方式涉及的电流传感器800中,安装构件830以与在导体710的分流部发热的情况下成为变形量最小的部分的开口部119的长度方向(X轴方向)的边缘相接的状态,固定于导体710。因而,安装构件830不易受到由导体710的发热引起的变形的影响,抑制了位置变动。
磁传感器封装件120经由安装构件830而间接地安装于导体710,因此磁传感器封装件120也不易受到由导体710的发热引起的变形的影响,抑制了位置变动。其结果,可降低导体710的被分流的一方的流路部711以及另一方的流路部715与第1磁传感器10以及第2磁传感器20的相对位置关系的变动,能够提高电流传感器800的可靠性。
另外,磁传感器封装件120和安装构件830的接合方法并不限于使用接合材料的情况。图19是示出本发明的实施方式8的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。图20是示出本发明的实施方式8的变形例涉及的电流传感器的结构的分解立体图。本发明的实施方式8的变形例涉及的电流传感器与本发明的实施方式8涉及的电流传感器800的不同点主要在于,安装构件和磁传感器封装件相互被熔敷,因此关于与本发明的实施方式8涉及的电流传感器800同样的结构,不重复说明。
如图19以及图20所示,本发明的实施方式8的变形例涉及的电流传感器800a具备导体710、磁传感器封装件820和安装构件830a。
磁传感器封装件820具有从长度方向(X轴方向)的两侧突出的一对突出部821。在一对突出部821各自设置有在厚度方向(Z轴方向)上贯通的贯通孔822。
安装构件830a具有从卡合部832向厚度方向(Z轴方向)突出并与贯通孔822嵌合的圆柱状的凸状部833。另外,凸状部833的形状不限于圆柱状,也可以为棱柱状或者椭圆柱状等。
在本实施方式中,安装构件830a由热塑性树脂构成。构成磁传感器封装件820的一部分的绝缘性材料是熔点比构成安装构件830a的热塑性树脂高的其他热塑性树脂。
安装构件830a与磁传感器封装件820连接。安装构件830a和磁传感器封装件820通过彼此的连接部的熔敷相互被接合。由此,磁传感器封装件820间接地安装于导体710。
具体地,在由一方的流路部711和另一方的流路部715形成的空间,从一方的流路部711侧插入了磁传感器封装件820之后,将安装构件830a和磁传感器封装件820进行连接以使得凸状部833插入到贯通孔822,同时将安装构件830a固定于导体710以使得卡合部832插入并固定到导体710的开口部119。
通过以比构成安装构件830a的热塑性树脂的熔点高且比构成磁传感器封装件820的其他热塑性树脂的熔点低的温度对该状态的组装体进行加热,由此使凸状部833的表面熔融。然后,通过对组装体进行冷却,由此成为熔融的凸状部833的表面与贯通孔822的内表面粘接固定的状态。其结果,磁传感器封装件820和安装构件830a相互被连接。
另外,在本实施方式中,在突出部821设置了贯通孔822,但也可以取代贯通孔822而设置凸状部833能够插入的凹部。此外,构成磁传感器封装件820的一部分的绝缘性材料也可以取代其他热塑性树脂而是热固化性树脂。进而,在安装构件830a中,也可以是,仅构成凸状部833的部分由热塑性树脂构成,其他部分由其他热塑性树脂或者热固化性树脂构成。
(实施方式9)
以下,对本发明的实施方式9涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式9涉及的电流传感器与实施方式7涉及的电流传感器700的不同点主要在于,导体和磁传感器封装件相互被焊接,因此关于与实施方式7涉及的电流传感器700同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图21是示出本发明的实施方式9涉及的电流传感器的结构的立体图。图22是示出本发明的实施方式9涉及的电流传感器的结构的分解立体图。
如图21以及图22所示,本发明的实施方式9涉及的电流传感器900具备导体710和磁传感器封装件920。磁传感器封装件920具有与金属板40电绝缘并从长度方向(X轴方向)的两侧突出的金属制的一对突出片921。突出片921由与导体710大致相同的材料构成。不过,构成突出片921的材料不限于与导体710大致相同的材料,只要是能够与导体710焊接的材料即可。
一对突出片921与开口部119的长度方向(X轴方向)的至少一方的边缘相接地焊接于导体710。通过突出片921和导体710的焊接部922,磁传感器封装件920被固定于导体710。焊接部922设置在突出片921和导体710的彼此的接触部的附近。
具体地,一对突出片921插入固定到导体710的开口部119。一对突出片921与开口部119的长度方向(X轴方向)的两方的边缘一对一对应地相互接触。由此,磁传感器封装件920相对于导体710在长度方向(X轴方向)上被定位。
此外,一对突出片921与一方的流路部711的开口部119侧的侧面以及另一方的流路部715的开口部119侧的侧面一对一对应地相互接触。由此,磁传感器封装件920相对于导体710在宽度方向(Y轴方向)上被定位。
这样,磁传感器封装件920与开口部119的长度方向(X轴方向)的至少一方的边缘相接地固定于导体710。在本实施方式中,磁传感器封装件920直接地安装于导体710。
在本实施方式涉及的电流传感器900中,突出片921以与在导体710的分流部发热的情况下成为变形量最小的部分的开口部119的长度方向(X轴方向)的边缘相接的状态,固定于导体710。因而,磁传感器封装件920不易受到由导体710的发热引起的变形的影响,抑制了位置变动。其结果,可降低导体710的被分流的一方的流路部711以及另一方的流路部715和第1磁传感器10以及第2磁传感器20的相对位置关系的变动,能够提高电流传感器900的可靠性。
此外,导体710和突出片921由大致相同的材料构成,由此能够通过各种各样的焊接法形成焊接部922。通过焊接部922,磁传感器封装件920和导体710被接合,从而能够提高电流传感器900向导体710的安装可靠性。另外,也可以在突出片921设置向高度方向(Z轴方向)弯曲的弯曲部。在该情况下,通过突出片921的弯曲部,能够缓和从导体710向第1磁传感器10以及第2磁传感器20传递的应力。此外,通过测定突出片921的弯曲部相对于导体710的位置,从而能够掌握第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自的中心位置。
(实施方式10)
以下,对本发明的实施方式10涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式10涉及的电流传感器与实施方式7涉及的电流传感器700的不同点主要在于,导体和磁传感器封装件被夹物成型(insert mold),因此关于与实施方式7涉及的电流传感器700同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图23是示出本发明的实施方式10涉及的电流传感器的结构的立体图。图24是从XXIV-XXIV线箭头方向观察图23的电流传感器的剖视图。
如图23以及图24所示,本发明的实施方式10涉及的电流传感器1000具备导体710和磁传感器封装件120。导体710和磁传感器封装件120被夹物成型,从而被模制树脂1010一体化。
模制树脂1010覆盖导体710的分流部的整体。具体地,一方的流路部711、另一方的流路部715、开口部119、以及、插入到由一方的流路部711和另一方的流路部715形成的空间的部分的磁传感器封装件120被模制树脂1010覆盖。作为模制树脂1010,能够使用环氧树脂等热固化性树脂或者聚苯硫醚树脂等热塑性树脂。也可以在热固化性树脂中添加二氧化硅填料等添加材料。
在本实施方式涉及的电流传感器1000中,配置在由一方的流路部711和另一方的流路部715形成的空间内的磁传感器封装件120被模制树脂1010覆盖,从而导体710发热时的磁传感器封装件120的内部的温度被均匀化。由此,能够减小第1磁传感器10的周围的温度与第2磁传感器20的周围的温度之差。其结果,能够降低由第1磁传感器10以及第2磁传感器20各自所具有的磁阻元件的温度特性引起的电流传感器1000的测定误差。
另外,模制树脂1010也可以不覆盖导体710的分流部的整体。图25是示出本发明的实施方式10的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。本发明的实施方式10的变形例涉及的电流传感器仅模制树脂的配置不同于本发明的实施方式10涉及的电流传感器1000,因此关于与本发明的实施方式10涉及的电流传感器1000同样的结构,不重复说明。
图25是示出本发明的实施方式10的变形例涉及的电流传感器的结构的立体图。如图25所示,本发明的实施方式10的变形例涉及的电流传感器1000a具备导体710和磁传感器封装件120。导体710和磁传感器封装件120被夹物成型,从而被模制树脂1010a一体化。
模制树脂1010a与开口部119的长度方向(X轴方向)的至少一方的边缘相接地与导体710成型为一体。模制树脂1010a不与一方的流路部711的延伸部714以及另一方的流路部715的延伸部718接触。模制树脂1010a与磁传感器封装件120成型为一体。由此,磁传感器封装件120经由模制树脂1010a间接地安装于导体710。
在本实施方式涉及的电流传感器1000中,模制树脂1010a对在导体710的分流部发热的情况下成为变形量最小的部分的开口部119的长度方向(X轴方向)的边缘、和磁传感器封装件120进行了接合,因此磁传感器封装件120不易受到由导体710的发热引起的变形的影响,抑制了位置变动。其结果,可降低导体710的被分流的一方的流路部711以及另一方的流路部715和第1磁传感器10以及第2磁传感器20的相对位置关系的变动,能够提高电流传感器1000a的可靠性。
(实施方式11)
以下,对本发明的实施方式11涉及的电流传感器进行说明。另外,实施方式11涉及的电流传感器与实施方式7涉及的电流传感器700的不同点主要在于,磁传感器封装件通过粘接剂被固定于导体的开口部,因此关于与实施方式7涉及的电流传感器700同样的结构,标注相同的参照符号,不重复其说明。
图26是示出本发明的实施方式11涉及的电流传感器的结构的立体图。如图26所示,本发明的实施方式11涉及的电流传感器1100具备导体710和磁传感器封装件120。导体710和磁传感器封装件120通过粘接剂1110被设为一体。
粘接剂1110涂敷在导体110的开口部119内,使得与开口部119的长度方向(X轴方向)的至少一方的边缘相接。作为粘接剂1110,能够使用环氧系等热固化型粘接剂。
在本实施方式涉及的电流传感器1100中,粘接剂1110对在导体710的分流部发热的情况下成为变形量最小的部分的开口部119的长度方向(X轴方向)的边缘、和磁传感器封装件120进行了接合,因此磁传感器封装件120不易受到由导体710的发热引起的变形的影响,抑制了位置变动。其结果,可降低导体710的被分流的一方的流路部711以及另一方的流路部715和第1磁传感器10以及第2磁传感器20的相对位置关系的变动,能够提高电流传感器1100的可靠性。
在上述的实施方式的说明中,也可以将能够组合的结构相互组合。
应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而非限制性的。本发明的范围不是由上述的说明示出而是由权利要求书示出,意图包含与权利要求书均等的意思以及范围内的所有变更。
符号说明
1C第1磁传感器芯片;1L、2L、3L、4L、5L布线;1T第1电极;2C第2磁传感器芯片;2T第2电极;3C磁传感器芯片;10第1磁传感器;20第2磁传感器;30信号处理电路;30T第3电极;40金属板;50外部输出端子;51第1外部输出端子;52第2外部输出端子;53第3外部输出端子;54第4外部输出端子;60温度传感器;70无源电路;80、80a静电屏蔽件;81平面部;82周面部;82a腿部;90偏置磁铁;100、100a、700、700a、700b、700c、800、800a、900、1000、1000a、1100电流传感器;110、110a、710、710a、710b、710c导体;111、111a、115、115a、711、711b、715、715b、715c流路部;119开口部;120、220、320、420、520、520a、620、820、920磁传感器封装件;121绝缘性材料;710ah、710bh、710ch、710h区域;712第1突出部;713第2突出部;713b、716b弯折部;714、714b、718、718b、718c延伸部;716、716c第3突出部;717第4突出部;821突出部;822贯通孔;830、830a安装构件;831基部;832卡合部;833凸状部;921突出片;922焊接部;1010、1010a模制树脂;1110粘接剂。

Claims (6)

1.一种电流传感器,具备:
导体,流过测定对象的电流;和
磁传感器封装件,包含对由所述电流产生的磁场的强度进行检测的两个磁传感器、对从所述两个磁传感器输出的信号进行处理的信号处理电路、以及金属板,
所述两个磁传感器、所述信号处理电路以及所述金属板被绝缘性材料覆盖,
所述两个磁传感器以及所述信号处理电路搭载于所述金属板,
所述导体具有板状的形状,该板状的形状具有长度方向、与该长度方向正交的宽度方向以及与所述长度方向和所述宽度方向正交的厚度方向,并且,在所述长度方向上的中途,包含所述电流被分流流过的一方的流路部以及另一方的流路部,
所述另一方的流路部在所述宽度方向上位于与所述一方的流路部并排的位置,
所述磁传感器封装件配置在一方的流路部以及另一方的流路部的上方,
一方的磁传感器和所述一方的流路部的最短距离与另一方的磁传感器和所述另一方的流路部的最短距离彼此相同。
2.根据权利要求1所述的 电流传感器,其中,
在所述信号处理电路中组装对所述磁传感器封装件的内部的温度进行测定的温度传感器,
所述信号处理电路基于所述温度传感器的测定结果来修正并处理从所述两个磁传感器输出的信号。
3.根据权利要求1或2所述的电流传感器,其中,
所述磁传感器封装件还包含:多个外部输出端子,与所述信号处理电路电连接,
所述金属板的一部分构成所述多个外部输出端子中的至少一个外部输出端子。
4.根据权利要求3所述的电流传感器,其中,
所述磁传感器封装件还包含:无源电路,与所述信号处理电路电连接,
所述多个外部输出端子通过所述无源电路而与所述信号处理电路电连接,
所述无源电路搭载于所述金属板,并被所述绝缘性材料覆盖。
5.根据权利要求1或2所述的电流传感器,其中,
所述磁传感器封装件还包含静电屏蔽件,
所述静电屏蔽件与所述金属板电连接,并被所述绝缘性材料覆盖,
所述两个磁传感器以及所述信号处理电路位于夹在所述金属板与所述静电屏蔽件之间的区域。
6.根据权利要求1或2所述的电流传感器,其中,
所述磁传感器封装件还包含:至少一个偏置磁铁,使所述两个磁传感器位于彼此之间并施加偏置磁场,
所述至少一个偏置磁铁搭载于所述金属板,并被所述绝缘性材料覆盖。
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