CN111308154B - 电流传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于测量电流的电流传感器设备(400)，包括：基板(410)，该基板相对于具有对称平面(Ω)的电导体(413)安装，并且包括第一磁传感器(401)和第二磁传感器(402)；第一磁传感器位于对称平面外部的第一位置，并且被配置成用于提供指示由电流引起的第一磁场分量的第一值(v1)；第二磁传感器位于对称平面(Ω)中的第二位置，并且被配置成用于提供指示外部干扰场的第二值(v2)；处理电路(610；710)，该处理电路连接至第一磁传感器和第二磁传感器，并且适于基于第一值(v1)与第二值(v2)之间的差来确定电流。

Description

电流传感器

技术领域

本发明总体上涉及电流传感器的领域，并且更具体地涉及磁电流传感器。

背景技术

在本领域已知有不同种类的电流传感器，例如(1)使用分流电阻的电流传感器、(2)使用电流互感器的电流传感器、或者(3)使用磁传感器的电流传感器。

在使用分流电阻的电流传感器中，在分流电阻上测量电压，并且可以通过将所测量的电压值和电阻值相除来确定电流值。该种类的缺点在于测量电路未与负载电绝缘。电流互感器包括一次绕组和二次绕组。尽管该类型的电流传感器提供电流阻断(galvanicseparation)，但是其通常很笨重。基于磁传感器的电流传感器既提供电流阻断，又可以很紧凑。这种类型的电流传感器的问题在于，除非明确消除外部干扰场(也称为“杂散场”)，否则其对此类场敏感。

US20170184635(A1)描述了一种磁电流传感器，其包括电导体和布置成差分对的多个传感器元件。多对用于增加该电流传感器的动态范围。

总是存在改进或替代的余地。

发明概述

本发明的实施例的目的是提供对外部干扰场高度不敏感的磁电流传感器。

本发明的实施例的目的是提供更紧凑的磁电流传感器。

本发明的特定实施例的目的是提供具有集成的电导体的电流传感器，该电流传感器更容易生产和/或生产起来更便宜。

本发明的特定实施例的目的是提供可以更容易地安装或对准到外部电导体的电流传感器。

本发明的特定实施例的目的是提供能够测量并提供待测的电流值、也能够测量并提供外部干扰场(如果存在的话)的电流传感器。

本发明的特定实施例的目的是提供能够测量相对高的电流(例如，至少30安培的电流)的电流传感器。

这些和其他的目的通过根据本发明的实施例的电流传感器来实现。

根据第一方面，本发明提供了一种用于测量电流的电流传感器设备，该电流传感器设备包括：基板，该基板相对于电导体安装在预定义位置，并且包括或被连接至第一磁传感器和第二磁传感器；其中电导体沿着电导体的主轴具有对称平面，对称平面基本垂直于基板定向；其中第一磁传感器位于与对称平面隔开的第一位置，并且具有最大灵敏度的第一轴，并且被配置成用于提供指示由待测电流在所述第一位置引起的第一磁场分量的第一值；其中第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴，该第二轴平行于第一轴和所述对称平面，并且其中第二磁传感器位于处于对称平面中的第二位置，并且被配置成用于提供指示外部干扰场(如果存在的话)的第二值；处理电路，该处理电路连接至第一磁传感器以获得第一值，并连接至第二磁传感器以获得第二值，并且适用于至少基于第一值与第二值之间的差来确定待测电流。

处理电路可被集成在所述基板上。

换句话说，第一传感器位置位于与对称平面“相距非零距离处”，而第二传感器位置位于与对称平面“相距零距离处”。

基于具有最大灵敏度的平行轴的两个传感器之间的差来计算电流的优点在于，这允许以基本不受杂散场干扰的方式确定电流。基于加权差计算电流的优点在于，这还允许补偿灵敏度失配。

本发明部分地基于见解，即为了以对外部干扰场不敏感的方式测量电流，并不是绝对必需相对于导体的中心线对称地对准或放置两个磁传感器，但是如果两个传感器元件如上述示例所述被定位并且定向，则共模抑制也起作用。本发明基于第二见解，即可能布置磁传感器中的一个，使得其不测量由电流产生的磁场。这与经典的电流传感器布置相反，在经典的电流传感器布置中人们总是尝试测量磁场两次，以便获得高两倍的信号。

将第二传感器定位在对称平面中而不是定位在导体的相对边缘处的主要优点在于，这允许将经典基板的尺寸减小到仅其尺寸的大约一半。例如，可以将基板宽度选择为小于导体宽度，例如仅导体宽度的60％至90％。不应低估这一优点，因为基板的成本构成电流传感器的总成本的很大一部分。这在诸如汽车的竞争激烈的市场中尤其重要。

优点在于，本发明适用于具有各种横截面形状(例如圆形、椭圆形、正方形、长方形、梯形等)的导体，只要该导体在其整个长度上、或仅在其长度的部分上具有拥有对称平面的横截面即可。

在实施例中，待确定的电流基于第一值(v1)与第二值(v2)的加权差，并且选择各自的权重因子(A、B)，使得消除均匀的外部磁场。权重因子可以例如在校准测试期间被确定并且被存储在非易失性存储器中，并且在实际使用期间从非易失性存储器中被检取。

在实施例中，由最大灵敏度的第一轴和第一磁场矢量B1定义的第一角度α是与90°基本不同并且与270°基本不同的角度；以及由最大灵敏度的第二轴和第二磁场矢量B2定义的第二角度β与90°基本相等或者与270°基本相等。

例如，第一角度可以是在从0°至88°、或从92°至268°、或从272°至360°、或从50°至88°、或从272°至310°、或从50°至85°、或从275°至310°的范围内的角度。

第二角度可以是在从89°至91°或从269°至271°的范围内的角度。

在实施例中，第一磁传感器和第二磁传感器中的每一个包括至少一个水平霍尔元件，每个水平霍尔元件在垂直于基板的方向上具有最大灵敏度的轴。

在实施例中，基板的面积在从1至7平方毫米、或从2至7平方毫米、或从1至5平方毫米的范围内。

在实施例中，电流传感器设备是封装设备(也称为“半导体芯片”)，并且基板是包括所述第一磁传感器和第二磁传感器(优选地以水平霍尔板的形式)的半导体基板(例如，硅基板)，而电导体是内部电导体。此类电流传感器设备通常被称为“集成电流传感器”或“具有集成的电导体的电流传感器”。

将电导体进行集成的主要优点在于，与包括安装在外部电导体附近(例如在PCB(印刷电路板)上)的电流传感器设备的系统相比，这允许基板相对于电导体的高精度定位。集成电流传感器的定位公差通常比PCB上或电导体上的芯片的定位公差精确一个数量级。所有其他方面保持相同，这意味着除非采取附加的措施(诸如由应用中的最终客户进行的校准测试)，否则具有嵌入式电导体的电流传感器具有比安装到外部电导体的电流传感器高得多的精度。

电流传感器设备可以例如通过以下方式生产：a)提供包括电导体的引线框架；b)可选地在电导体上提供绝缘材料；c)将基板安装在电导体上或绝缘材料上；d)电连接第二引线和基板(例如，通过应用键合接线)；e)包覆模制引线框架和基板。

在实施例中，电导体具有宽度大约为4.0±0.5毫米的束状导体部分，而基板的尺寸为2±0.5毫米乘3±0.5毫米。

在实施例中，电导体基本是束状的，或者具有束状导体部分，并且电导体的电阻小于0.30毫欧、或小于0.28毫欧、或小于0.26毫欧。

在实施例中，电导体具有平面束形状，该平面束形状具有从芯片封装的一端延伸到芯片封装的相对端的恒定宽度，横跨输入引线与输出引线之间的整个距离。

电阻小于0.30毫欧的优点在于，这允许电流传感器设备通过(集成)电导体传导至少30安培的电流(峰值电流高达100安培)。

“电导体”可以形成为引线框架的一部分，并且形成在多个第一输入引线与第一输出引线(未示出)之间且连接至多个第一输入引线和第一输出引线。

第一输入引线和第一输出引线可以位于(通常长方形的)设备封装的相对侧上。

优选地，束状导体部分在电导体的主要部分上延伸。

其中电导体在其长度的主要部分上(例如在其长度的至少70％或80％上)基本是束状的实施例的优点在于，此类引线框架容易生产(例如，通过冲压或蚀刻)，优选地没有狭缝或开口或之字形(zig-zag)等。这对于电流传感器设备的机械稳定性和热耗散也是有利的。

优选地，导体在第一磁传感器和第二磁传感器的附近具有拥有恒定横截面的导体部分。

在实施例中，电导体形成为引线框架的一部分；并且引线框架是具有在从100至600微米、或从200至500微米的范围内(例如，基本与200微米相等，或基本与250微米相等)的厚度的铜引线框架。

使用形成为引线框架一部分的内部导体，该引线框架具有从100至400微米的范围内或等于约200或约250微米的厚度，来构建能够测量至少30安培或至少40安培或至少50安培的电流的电流传感器设备是重要的，尤其是因为用于减少电流传感器设备中的集成导体的电导的经典方式是通过增加导体的厚度同时保持导体的宽度不变，因为否则，如果增加宽度而保持厚度不变，基板的尺寸则需要增加(并且因此成本也需要增加)。

在实施例中，穿过第一传感器位置且垂直于基板的虚拟线与电导体的边缘之间的距离小于电导体的宽度Wc或直径Dc的10％或20％。

电导体边缘附近的磁场强度通常相对大。因此，在该实施例中，信号v1相对大，因此既提供良好的SNR，又同时提供相对小的基板尺寸。

在实施例中，第一传感器位置与第二传感器位置之间的距离Δx是在从1.0毫米至3.0毫米的范围内、或在从1.0毫米至2.5毫米的范围内的值。

在实施例中，基板具有包含第一磁传感器和第二磁传感器的第一表面，并且第一表面面向电导体；而电流传感器设备进一步包括位于基板与电导体之间的电绝缘材料。电绝缘材料可以是作为半导体管芯(例如，CMOS设备)的一部分的聚酰胺层，或者可以是应用在引线框架与半导体管芯之间的电绝缘带。

该实施例的优点在于，磁传感器与电导体之间的距离相对小，而由传感器测量的信号相对大(例如，比第二表面面向电导体的情况大)。这提高了信噪比，并且因此提高了测量精度。

在该实施例中，基板优选地在第一区域或第一端由电导体部分和绝缘材料机械地支撑。

基板还可以在相对区域或相对端处被机械地支撑，或者可以保持浮置在另一端上，在基板与电导体之间具有间隙，该间隙可以由空气、或由模制化合物、或由绝缘带或另一种电绝缘材料(例如，合适的聚合物)填充。

在实施例中，基板具有包含第一磁传感器和第二磁传感器的第一表面，并且第一表面面向电导体部分。第一表面与电导体之间的距离可以是在从150至250微米的范围内、或者在从170至210微米的范围内的值，例如，等于大约190微米。

在实施例中，电绝缘材料适用于承受至少1000伏的电压。

在实施例中，基板具有包含第一磁传感器和第二磁传感器的第一表面，并且其中第一表面背向电导体。

在该实施例中，在电导体部分与基板之间不绝对需要电绝缘材料，但是可以可选地存在电绝缘材料。在没有电绝缘材料的实施例中，基板可以直接被放置在电导体的顶部，而其间没有附加的绝缘材料。这更容易生产(需要更少的材料和更少的处理)，并且因此更快生产并且生产起来更便宜。

基板的第一表面与电导体之间的距离可以是在从300至400微米的范围内、或者在从320至380微米的范围内的值，例如，等于大约350微米。

在其中通过电绝缘带将基板与电导体部分隔开的实施例中，基板与电导体部分之间的距离可以是从大约10至100微米、或从15至100微米、或从20至100微米、或从30至100微米、或从30至80微米、或从30至50微米的范围内的值，例如，等于大约40微米。

在实施例中，基板进一步包括位于与电导体重叠的基板的部分上的多个键合焊盘，并且电流传感器设备进一步包括使多个键合焊盘与多个引线互连的多个键合接线。

在实施例中，键合焊盘仅位于与在其下方被机械地支撑的(即，不保持浮置的)基板的一部分相对应的基板的区域中。

在实施例中，基板进一步包括多个焊料凸块，该焊料凸块连接到引线中的至少一些，但是与电导体电流阻断。

可以通过充满空气的间隙或充满模制化合物的间隙或充满绝缘材料(例如，绝缘带)的间隙等来实现电流阻断。

在实施例中，电路包括差分放大器，该差分放大器被配置成用于确定并且放大第一值与第二值之间的所述差。

在实施例中，电路包括放大器，该放大器被配置成用于例如通过放大器前面的开关来选择性地放大第一值和第二值，并且这两个经放大的信号可以被临时存储(例如，存储在一个或多个采样和保持电路上)并且然后相减。

在实施例中，可以通过第一放大器来放大第一传感器信号，并且可以通过第二放大器来放大第二传感器信号，并且可以将两个经放大的值彼此相减。

在实施例中，电流传感器设备进一步包括数字处理器，该数字处理器包括或连接至非易失性存储器，该非易失性存储器存储至少一个常数值(例如，转换因子)，并且其中数字处理器适用于基于第一值与第二值之间的差或加权差以及基于所述常数值来确定待测电流。

传感器设备可以进一步包括模数转换器ADC，该ADC被配置成用于将经放大的差信号(v1-v2)数字化，或者用于选择性地将第一放大信号和第二放大信号数字化。ADC可以是数字处理器(例如，可编程微控制器)的一部分。

待测电流可以被提供为与电流成比例的模拟输出信号，或者可以被提供为例如可以是经由串行位流的输出的数字信号。

数字处理器可以具有连接至差分放大器的输出的输入，在该情况下，数字处理器可以适用于将差信号数字化，并且适用于将经数字化的值乘以所述常数值K，例如根据以下公式：I＝K.(ΔV)，其中ΔV是经数字化的差信号。

替代地，可以在数字域中执行相减。数字处理器可以具有连接至放大器的输出的输入，并且数字处理器可以适用于选择性地将第一放大信号和第二放大信号中的每一个数字化，用于在数字域中执行相减，并且用于通过将结果乘以所述常数值K，以获取指示待测电流的结果，例如根据以下公式：I＝K.(V1-V2)，其中V1是(可选地经放大的)第一信号的数字化值，而V2是(可选地经放大的)第二信号的数字化值。

在变体中，数字处理器可以适用于使用以下公式计算电流：I＝(A.V1)-(B.V2)，其中“A”是第一放大因子(模拟或数字)，而“B”是第二放大因子(模拟或数字)。该实施例提供了能够校正灵敏度失配的优点。A和B的值可以被存储在非易失性存储器中，并且可以在校准期间或以任何其他合适的方式被确定。

在实施例中，基板进一步包括至少一个温度传感器，该温度传感器被配置成用于测量与第一磁传感器和/或第二磁传感器的温度有关的至少一个温度，该至少一个温度传感器连接至数字处理器；并且其中数字处理器适用于基于第一值与第二值之间的差或加权差并考虑至少一个所测量的温度来计算待测电流。

该电流传感器的优点在于，其包括温度补偿机制。以此方式，可以进一步提高电流测量的精度。

在实施例中，基板进一步包括第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器被配置成用于测量第一磁传感器的第一温度(T1)，而第二温度传感器被配置成用于测量第二磁传感器的第二温度(T2)，第一温度传感器和第二温度传感器连接至数字处理器；并且数字处理器适用于基于第一值(v1)与第二值(v2)之间的差或加权差并考虑第一温度和第二温度来计算待测电流。

分别测量每个磁传感器的温度的该实施例的主要优点在于，第一磁传感器和第二磁传感器的温度可以基本不同，特别是如果正在测量相对高的电流(例如，大于30安培)，因为此类高的电流通常会导致电导体显著地升温，从而在基板上产生相对大的温度梯度。通过测量并且考虑两个温度，可以进一步提高电流测量的精度。此外，(多个)温度传感器还可用于检测设备是否在其指定的操作范围内工作。如果不是，则传感器设备可以报告错误，该错误可以用于安全目的。

在实施例中，第一磁传感器包括至少第一水平霍尔元件，并且第一温度传感器基本围绕第一水平霍尔元件，而第二磁传感器包括至少第二水平霍尔元件，并且第二温度传感器基本围绕第二水平霍尔元件。

温度传感器可以以与专利文献EP3109658A1中所述类似的方式围绕水平霍尔元件布置，具有或不具有应力传感器。

在实施例中，基板进一步包括至少一个应力传感器，该应力传感器被配置成用于测量与第一磁传感器所经历的机械应力有关的至少一个应力值，该至少一个应力传感器(例如，通信地)连接至数字处理器；并且数字处理器适用于基于第一磁值与第二磁值之间的差或加权差并考虑至少一个所测量的应力值来计算待测电流。

应力传感器可以以与专利文献EP3109658A1中所述类似的方式围绕水平霍尔元件布置，但不具有温度传感器。

该电流传感器的优点在于，其包括应力补偿机制。以此方式，可以进一步提高电流测量的精度。

在实施例中，基板进一步包括第一应力传感器和第二应力传感器，第一应力传感器被配置成用于测量在第一传感器位置处的第一应力，而第二应力传感器被配置成用于测量在第二传感器位置处的第二应力，第一应力传感器和第二应力传感器连接至数字处理器，并且数字处理器适用于基于第一磁值与第二磁值之间的差或加权差并考虑第一应力和第二应力来计算待测电流。

分别测量每个磁传感器的(机械)应力的该实施例的主要优点在于，施加在第一磁传感器和第二磁传感器上的应力可以基本不同，特别是如果正在测量相对高的电流(例如，大于30安培)，因为此类高的电流通常会导致电导体显著地升温，从而产生相对大的温度梯度，从而导致(与不同材料的不同热膨胀系数有关的)机械应力。以此方式，可以进一步提高电流测量的精度。

在实施例中，基板进一步包括围绕第一磁传感器的第一温度传感器和第一应力传感器，以及围绕第二磁传感器的第二温度传感器和第二应力传感器，第一温度传感器和第一应力传感器以及第二温度传感器和第二应力传感器(例如，通信地)连接至数字处理器；并且其中数字处理器适用于基于(可选地用第一因子A放大或乘以第一因子A的)第一磁值与(可选地用第二因子B放大或乘以第二因子B的)第二磁值之间的差并考虑第一温度和第二温度以及第一应力和第二应力来计算待测电流，其中可以选择因子A和B来补偿灵敏度失配。

温度传感器和应力传感器可以以与专利文献EP3109658A1中所述类似的方式围绕第一磁传感器和第二磁传感器布置。以此方式，可以进一步提高电流测量的精度。

在实施例中，由处理电路基于第一磁传感器和第二磁传感器确定的电流值被认为是第一电流值；以及基板进一步包括以与第一磁传感器类似的方式布置并配置成用于测量第三值的第三磁传感器，并且进一步包括以与第二磁传感器类似的方式布置并配置成用于测量第四值的第四磁传感器；以及处理电路进一步连接至用于获取第三值的第三磁传感器，并且连接至用于获取第四值的第四磁传感器，并且进一步适用于基于第三值与第四值之间的差或加权差来确定第二电流值；以及进一步适用于将第二电流值和第一电流值进行比较，并且如果第一电流值与第二电流值之间的差或比率满足预定条件，则提供第一电流值和第二电流值的平均值作为待测电流值。替代地，第一电流值或第二电流值可以被提供为“该”电流值。

该实施例可以使用四个磁传感器用于冗余目的和/或“功能安全”目的。在第一电流值和第二电流值基本相同的情况下，提供这些电流的平均值，这进一步提高了精度。

在第一值和第二值相差太大的情况下(例如，大于预定义值或大于预定义百分比)，电流传感器设备可以提供误差信号，例如经由第二引线中的一根提供模拟误差信号，或者经由第二引线中的一根以串行数据流的形式提供数字误差值。

根据第二方面，本发明还提供组件，该组件包括：如上所述的电流传感器设备，其不具有内部电导体；以及电流传感器设备外部的电导体。

根据第三方面，本发明还提供一种制造电流传感器设备的方法，该电流传感器设备具有内部电导体，该内部电导体沿其主轴具有对称平面，该方法包括以下步骤：a)提供包括电导体部分的引线框架，电导体部分适用于承载待测电流，电导体部分沿其主轴具有对称平面；b)提供基板，该基板包括或连接到至少第一磁传感器，并且包括或连接到第二磁传感器，第一磁传感器具有最大灵敏度的第一轴并且适用于提供第一信号，而第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴并且适用于提供第二信号，该第二轴平行于第一轴；c)相对于引线框架安装基板，使得第一磁传感器位于与对称平面SP隔开的第一位置，并且使得最大灵敏度的第一轴平行于所述对称平面SP，并且使得第二传感器位于对称平面内；d)提供处理电路，该处理电路连接至第一磁传感器和第二磁传感器，并且适用于至少基于第一值与第二值的差或加权差来确定待测电流。

处理电路可以嵌入在与第一磁传感器和/或第二磁传感器相同的基板上，在该情况下，步骤d)可以被包括在步骤b)中。

在实施例中，步骤a)包括：提供厚度为在从100至600微米或从200至500微米范围内的铜引线框架，所述铜引线框架包括具有小于0.30毫欧或小于0.28毫欧或小于0.26毫欧的电阻的束状导体部分。

在实施例中，执行步骤c)的安装，使得由最大灵敏度的第一轴和第一磁场矢量定义的第一角度α是与90°基本不同并且与270°基本不同的角度，并且使得由最大灵敏度的第二轴和第二磁场矢量定义的第二角度β与90°基本相等或者与270°基本相等。

在实施例中，执行步骤c)的安装，使得穿过第一传感器位置且垂直于基板的虚拟线与电导体的边缘之间的距离小于电导体的宽度或直径的10％或20％。

在实施例中，步骤c)进一步包括：在引线框架上提供电绝缘材料，以及将基板安装在所述电绝缘材料上。

在实施例中，方法进一步包括对引线框架和基板进行包覆模制以生产封装设备的步骤。

在所附独立和从属权利要求中阐述了本发明的特定和优选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及其他从属权利要求的特征适当地组合，而不仅仅是如在权利要求中明确阐述的。

参考下文描述的(多个)实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得以阐明。

附图简述

图1示出了本领域中已知的电流感测装置的框图。

图2(a)和图2(b)分别以俯视图和截面图示出了根据本发明的实施例的电流传感器设备的示例性框图。

图3(a)和图3(b)分别以俯视图和截面图示出了根据本发明的另一实施例的电流传感器设备的示例性框图。

图4(a)和图4(b)分别以俯视图和截面图示出了根据本发明的另一实施例的电流传感器设备的示例性框图。

图5示出了可以用于确定图2(a)至图4(b)的传感器设备中的电流的一组特征和一组公式。

图6示出了可在本发明的实施例中使用的电路的示例性框图。

图7示出了可在本发明的实施例中使用的电路的示例性框图。

图8示出了根据本发明的实施例的用于生产电流传感器的示例性方法的流程图。

这些附图仅是示意性而非限制性的。在附图中，出于解说性目的，可将要素中的一些的尺寸放大且不按比例绘制。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。在不同的附图中，相同的附图标记指代相同或相似的元件。

具体实施方式

将就特定实施例并且参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而仅由权利要求书来限定。所描述的附图仅是示意性且非限制性的。在附图中，出于解说性目的，可将要素中的一些的尺寸放大且不按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于对本发明的实施的实际减少量。

此外，说明书中和权利要求中的术语第一、第二等等用于在类似的要素之间进行区分，并且不一定用于在时间上、空间上、以排名或以任何其他方式来描述顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的并且本文中所描述的本发明的实施例能够以与本文中所描述或图示的不同的顺序来进行操作。

另外，说明书和权利要求书中的术语顶部、下方等等被用于描述性目的而不一定用于描述相对位置。应当理解，如此使用的术语在合适情况下是可互换的，并且本文中所描述的本发明的实施例能够以除了本文描述或图示的定向的之外的其他定向来操作。

应当注意，权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限定于其后列出的装置；它并不排除其他要素或步骤。因此，该术语应被解释为指定如所提到的所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或组件、或其群组的存在或添加。因此，表述“一种包括装置A和B的设备”的范围不应当被限制于仅由组件A和B构成的设备。其意味着对于本发明，该设备的仅有的相关组件是A和B。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”贯穿本说明书在各个地方的出现并不一定全部指代同一实施例，而是可以指代同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，如从本公开中对本领域普通技术人员将是显而易见的，特定的特征、结构或特性可以用任何合适的方式进行组合。

类似地，应当理解，在本发明的示例性实施例的描述中，出于精简本公开和辅助理解各发明性方面中的一个或多个发明性方面的目的，本发明的各种特征有时被一起编组在单个实施例、附图或其描述中。然而，这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的本发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反，如所附权利要求反映的，各发明性方面存在比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。因此，具体实施方式所附的权利要求由此被明确并入本具体实施方式中，其中每一项权利要求本身代表本发明的单独的实施例。

此外，如将由本领域技术人员所理解的，尽管本文中所描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但不包括其他实施例中所包括的其他特征，但是不同实施例的特征的组合旨在落在本发明的范围内，并且形成不同实施例。例如，在所附的权利要求书中，所要求保护的实施例中的任何实施例均可以任何组合来使用。

在本文中所提供的描述中，阐述了众多具体细节。然而要理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，未详细示出公知的方法、结构和技术，以免混淆对本描述的理解。

如本文中所使用的术语“磁传感器”可指能够测量诸如霍尔效应或磁阻(MR)效应之类的一个或多个磁效应的一个或多个传感器元件。针对磁阻效应的非限制性示例包括GMR(巨磁阻)、CMR(庞磁阻)、AMR(各向异性磁阻)或TMR(隧穿磁阻)。取决于上下文，术语“磁传感器”可指单个磁敏元件(例如，水平霍尔元件或垂直霍尔元件)，或者可指(例如，布置在惠斯通电桥(Wheatstone bridge)中的)一组磁性元件，或者可指进一步包括以下各项中的一项或多项的子电路：偏置电路、读出电路、放大器、模数转换器等。

如本文中使用的术语“集成电流传感器”指包括能够传导全部待测电流的电导体的集成电路(芯片或IC)。电导体通常至少部分地被模制化合物围绕(例如，以露出至多一个表面的方式)。

除非根据上下文清楚地意味其他含义，当引用“电导体的宽度”时，是指“在垂直于中心线并平行于引线框架所定义的平面的平面中的中心线的每个点处的电导体的局部横向尺寸”。

当引用“加权差”时，是指两个值中的一个或两个乘以各自的因子后的两个值之间的差。在本发明的上下文中，“值V1与值V2的加权差”是指计算为A*V1-B*V2的值V，其中A和B是预定义常数，V1是第一值，而V2是第二值。

本发明涉及基于磁传感器的电流传感器，也被称为“磁电流传感器”，如可以用在汽车应用中(例如，用于测量电动车辆或混合动力车辆中的电流)。下文所述的电流传感器能够测量至少30安培直流的电流，其峰值高达100安培或高达120安培。

图1基于US20170184635A1的图1，并且示出了本领域中已知的电流感测装置100的框图。电流感测装置包括相对于导体113对称布置的一对或多对磁传感器，该导体113承载待测电流。电流生成磁场，该磁场的大小随电流而增加，并且随距离而减小。在图1中所示的示例中，第一对传感器元件101a、101b位于距导体113第一距离d1处。如US20170184635A1中所述，使用运算放大器在模拟域中将来自这些传感器元件的信号相减，以减小来自外部干扰场的影响。第二对传感器元件102a、102b位于距导体113第二距离d2处，并且也使用运算放大器在模拟域中将这些信号相减以减小来自外部干扰场的影响。处理电路130确定是否发生饱和，并且根据结果使用来自第一对的第一差分信号或来自第二对的第二差分信号或其组合来确定电流的值。

本发明提出了一种用于测量电流的电流传感器设备。电流传感器设备包括相对于电导体安装在预定义位置的基板。电导体具有导体部分，该导体部分沿着电导体的主轴具有对称平面，该对称平面基本平行于操作期间电流将流动的方向。电导体可以是内部的(集成在电流传感器设备内)或外部的(在电流传感器设备外)。基板包括或连接至第一磁传感器，并且包括或连接至第二磁传感器。第一磁传感器位于与对称平面隔开的第一位置，并且具有最大灵敏度的第一轴，并且被配置成用于提供第一值，该第一值指示由待测电流在所述第一位置处引起的第一磁场分量。第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴，该第二轴平行于第一轴和所述对称平面，并且第二磁传感器位于处于对称平面中的第二位置，并且被配置成用于提供第二值，该第二值指示外部干扰场(如果存在的话)。电流传感器设备进一步包括处理电路，该处理电路连接至第一磁传感器以获得第一值。处理电路进一步连接至第二磁传感器以获得第二值，并且适用于至少基于第一值与第二值之间的差或加权差来确定待测电流。

处理电路还可被集成在所述基板上。

通常不为电流传感器设备提供至少两个磁传感器，这至少两个磁传感器以使得两个传感器中的一个不能测量与待测电流有关的磁场的方式来布置。然而，该布置因为以下两个原因特别有益：1)用于提供对外部干扰场相对不敏感的电流传感器设备，以及2)用于提供具有相对小的基板的电流传感器设备。后者对电流传感器设备的成本具有重要影响，成本在诸如例如汽车的竞争相当激烈的市场中很重要。

现在参考附图。

图1已在上面描述过。

图2(a)和图2(b)分别以俯视图和截面图示出了根据本发明的实施例的电流传感器设备200的示例性框图。实际实现方式的许多方面没有被示出(诸如例如，引线框架、引线或引脚、键合接线、键合焊盘、绝缘材料、模制化合物等)。

图2(a)和图2(b)示出了用于测量流动通过电导体213的电流I的电流传感器设备200。电导体可以是电流传感器设备的一部分(称作为：内部导体或集成导体)，或者可以在电流传感器设备的外部。电流传感器设备200包括：基板210，该基板相对于电导体213安装在预定义位置处，并且包括第一磁传感器211和第二磁传感器212。每个磁传感器包括至少一个磁敏元件，例如至少一个水平霍尔元件。尽管没有明确示出，但是每个磁传感器可包括多个水平霍尔元件和/或偏置电路或激励电路和/或读出电路，以及可选地进一步的电路。电导体可以是基本平面的，并且可以具有拥有束状部分214的细长形状。电导体213可以具有相对短或相对长的束状部分，或者在传感器位置处具有甚至极小的束状导体部分。电导体或束状部分具有包含中心线216的对称平面Ω。

第一磁传感器211位于与对称平面Ω隔开非零距离Δx的第一位置，并且具有最大灵敏度的第一轴(例如，由朝上指的黑色箭头示出)，并且被配置成用于提供第一值v1，该第一值v1指示当电流I流动通过电导体时由电流I引起的第一磁场分量(例如，平面外磁场分量B1z)。

第二磁传感器212具有最大灵敏度的第二轴(也由朝上指的黑色箭头示出)，该第二轴平行于第一轴，并且位于处于对称平面Ω上或处于对称平面Ω内的第二位置，例如对称平面和基板210的相交处。第二磁传感器被配置用于提供第二值v2，该第二值v2指示外部干扰场(如果存在的话)，但是不指示由电流I引起的磁场。这是非常不寻常的，因为在现有技术中的电流传感器中，两个传感器通常被布置为使得测量相反值(相反值被相减)，或者使得测量相同值两次(相同值被相加)，以使信号值加倍。

就发明人所知，没有电流传感器故意将传感器元件中的一个放置在不能测量来自电流导体的信号的该位置处。然而，通过这样做，可以将基板的尺寸减小大约两倍，而同时可以减小来自外部干扰场的影响。该见解在现有技术中是未知的。相反，在现有技术中的电流传感器中，传感器元件通常位于距中心线相等距离处，可能因为人们错误地认为传感器元件不可以位于电导体上方或下方以便测量干扰场。

电流传感器设备200进一步包括：处理电路610；710(未在图2(a)和图2(b)中示出，但参见例如图6和图7)，该处理电路优选地集成在同一基板210上，并且连接至第一磁传感器211以获得第一值v1(指示由电流产生的磁场)，并连接至第二磁传感器212以获得第二值v2(不指示电流，而仅指示外部磁场(如果存在的话))。如将进一步所描述的，处理电路适用于至少基于第一值v1与第二值v2之间的差或者基于第一值v1与第二值v2之间的加权差来确定电流。

当待测电流流动通过电导体213，更具体地通过束状导体部分214时，生成在第一传感器位置处具有第一磁场矢量B1并且在第二传感器位置处具有第二磁场矢量B2的磁场，如灰色箭头所示。

如图所示，最大灵敏度的第一轴(黑色箭头)和第一磁场矢量B1(灰色箭头)定义了第一角度α，该第一角度α与90°基本不同并且与270°基本不同。例如，第一角度α可以是在从0°至88°、或从92°至268°、或从272°至360°、或从50°至88°、或从272°至310°、或从50°至85°、或从275°至310°的范围内的角度。

最大灵敏度的第二轴(黑色箭头)和第二磁场矢量B2(灰色箭头)定义了第二角度β，该第二角度β与90°基本相等或者与270°基本相等。例如，第二角度可以是在从89°至91°或从269°至271°的范围内的角度。

电导体213可以是内部导体。

电导体213可具有拥有在从3.0毫米至5.0毫米范围内的宽度Wc的束状导体部分214。束状导体部分可以在电导体的全部长度的部分上延伸(参见图2(a)和图2(b))，或者可以在电导体的全部长度上延伸(参见图3(a)和图3(b))。

电导体可以形成为引线框架的部分。此类引线框架(未示出)可包括通过电导体互连的多个第一输入引线和多个第一输出引线，并且可进一步包括与第一引线电流阻断的多个第二引线(未示出)。这些第二引线可以(例如通过键合接线(未示出))连接至基板的键合焊盘(未示出)。

引线框架可以是具有在从100至600微米、或从200至500微米的范围内(例如，基本与200微米相等，或基本与250微米相等)的厚度的铜引线框架。

电导体213可以具有小于0.30毫欧、或小于0.28毫欧、或小于0.26毫欧的电阻。例如，这可以通过选择合适的引线框架材料(例如，铜)以及合适的长度Lc和宽度Wc以及引线框架厚度来实现。由于该低电阻值，可以限制由流动通过电导体的电流引起的功耗，因此可以限制温度升高。

第一传感器位置可以位于(在基板上)基本对应于导体的边缘的位置，或者使得穿过第一传感器位置且垂直于基板的虚拟线与电导体的边缘之间的距离小于电导体213的宽度Wc(或直径Dc)的10％或20％。由于第二传感器位置位于(在基板上)基本对应于导体的中心线216的位置，而不是导体的相对边缘，因此可以将基板尺寸减小近2倍。

例如，第一传感器位置与第二传感器位置之间的距离Δx可以是在从1.0毫米至3.0毫米的范围内、或在从1.0毫米至2.5毫米的范围内的值。

基板的宽度Ws可以小于束状导体部分的宽度Wc。例如，如果束状导体部分的宽度Wc为4.0毫米，则基板的宽度Ws可以在从2.5至3.5毫米的范围内。基板的面积可以在从1至7平方毫米、或从2至7平方毫米、或从1至5平方毫米的范围内，例如，2±0.5毫米乘3±0.5毫米的大小。

尽管在图2(a)和图2(b)中没有明确地示出，但是基板210可进一步包括电处理电路。处理电路的示例将在图6和图7中示出，但是本发明不限于这些示例，并且也可以使用其他处理电路。

基板210具有第一表面，也称为包含传感器元件和处理电路的有源表面，以及与第一表面相对的第二表面。

在图2(a)和图2(b)的示例中，基板210位于电导体213下方，并且基板210的有源表面面向电导体213。可以将电绝缘层(例如绝缘聚合物或绝缘带(未示出))应用到基板210与电导体213之间。

替代地，基板的第一表面可以背向导体。在该情况下，电导体213可以通过绝缘材料(如上所述)与基板分开，或者可以直接放置在基板的顶部上(反之亦然)，而在两者之间不具有额外的绝缘材料。可以在基板的第二表面上设置氧化物层或氮化物层，从而形成电绝缘层。

电绝缘材料可以适于承受至少1000伏的电压。

代替键合接线或除了键合接线之外，基板还可包括多个焊料凸块(例如，位于第二表面上)。焊料凸块可以通过“通孔”电连接到第一表面上的元件或迹线或组件。焊料凸块可以搁放在第二引线上且连接到第二引线，但是焊料凸块与电导体和第一引线电流阻断。可以通过充满空气的间隙或充满模制化合物的间隙或充满绝缘材料(例如，绝缘带)的间隙或以任何合适的方式来实现电流阻断。

图3(a)和图3(b)分别以俯视图和截面图示出了根据本发明的另一实施例的电流传感器设备300的示例性框图。电流传感器设备300是图2(a)和图2(b)的电流传感器设备200的变体。图3(a)和图3(b)的电流传感器设备300与图2(a)和图2(b)的电流传感器设备200之间的主要区别在于，束状导体部分314基本在电导体313的全部长度上延伸。在此类导体部分中的电流分布可以相对均匀，并且(不具有狭缝的)此类导体可以相对容易地生产。以上针对图2(a)和图2(b)的电流传感器设备200和其变体描述的任何其他事物也适用于此。

在图3(a)的变体中，电导体(竖直)直立而不是水平放置。或者换句话说，电导体的宽度Wc(在X方向上)可以小于其厚度(在Z方向上)。

图4(a)和图4(b)分别以俯视图和截面图示出了根据本发明的另一实施例的电流传感器设备400的示例性框图。电流传感器设备400是图2(a)和图2(b)的电流传感器设备200的变体。图4(a)和图4(b)的电流传感器设备400与图2(a)和图2(b)的电流传感器设备200之间的主要区别在于：i)电导体不具有束状，而具有圆柱状。然而，如果电导体具有对称平面Ω，则适用相同的原理；ii)电导体可以在电流传感器设备外部。在图4(a)和图4(b)中所示的示例中，基板410被示为嵌入在示例性塑料封装中。

图5示出了可以用于确定图2(a)至图4(b)的电流传感器设备中的电流的一组特征和一组公式[1]至[7]。

公式[1]表示，由第一磁传感器测量的值与在第一传感器位置处的总磁场的Z分量成比例。

公式[2]表示，由第二磁传感器测量的值与在第二传感器位置处的总磁场的Z分量成比例。

公式[3]表示，在第一传感器位置处的总磁场的Z分量是外部干扰场Bext和感应磁场矢量B1在最大灵敏度的方向上的投影的矢量和的Z分量。感应场可以写成与电流成比例的值。

公式[4]表示，由于cos(β)＝0，因此在第二传感器位置处的总磁场的Z分量仅等于外部干扰场(如果存在的话)的Z分量。

通过组合这些公式，可以将待测电流计算为第一值与第二值之差(v1-v2)除以常数K3，或者计算为第一值与第二值之差(v1-v2)乘以常数K4。

常数K3和K4可以在设计阶段或评估阶段期间确定，并且可以将其存储在处理电路的非易失性存储器中，或者可以硬编码在处理算法中。当然，也可以在校准测试期间确定K3或K4的值，并且在校准测试期间可以将其存储在所述非易失性存储器中，以供以后使用。

从公式[2]和公式[4]可以理解，外部场分量Bextz的值也可以被计算(如果需要的话)为Bextz＝v2/S，S是第二传感器的灵敏度，该灵敏度可以是预定义值或在校准期间确定并将其存储在非易失性存储器中。

可以看出，公式[1]和公式[2]假定第一传感器的灵敏度和第二传感器的灵敏度完全相同，但实际上灵敏度可能略微不同。例如，第一传感器可以测量出值v1＝S1*Btot1z，而第二传感器可以测量出值v2＝S2*Btot2z。可以示出，待测电流I可以通过以下公式计算：I＝K*(A*v1-B*v2)，A、B和K是常数，这些常数可以在校准测试期间确定，并且可以将其存储在非易失性存储器中。但是也可以使用其他公式，例如以下公式：I＝(K1*v1-K2*v2)，其中K1和K2是可以在校准测试期间确定的常数，并且将其存储在非易失性存储器中。数学表达式(A*v1-B*v2)或(K1*v1-K2*v2)在本文中被称为“加权差”。

图6示出了电路610的框图，在没有一个或多个温度传感器和一个或多个应力传感器，或者至少没有考虑由它们提供的值的情况下，电路610可以在例如图2(a)至图4(b)中所示的电流传感器设备中使用。注意，尽管电导体物理上位于第一磁传感器611和第二磁传感器621附近，但是由于电流导体与该处理电路610电流阻断，因此该图中省略了电流导体。

处理单元630适于以任何已知的方式确定待测电流，例如使用图5的公式[6]或使用图5的公式[7]，或通过根据以下公式计算电流：I＝K.(v1-v2)，其中K是(例如，在设计期间或在评估阶段期间确定的)预定义常数，v1是由第一磁传感器611提供的值(或例如在放大之后从中得出的值)，而v2是由第二磁传感器621提供的值。减法可以在放大前或在放大后在硬件中完成，或者在数字域中完成。处理单元630可包括数字处理器，该数字处理器包括或连接至存储至少一个常数值K的非易失性存储器631。

尽管没有明确示出，但是处理电路610可包括差分放大器，该差分放大器被配置成用于确定并且放大第一值v1与第二值v2之间的差，并且用于在模拟域中的放大该差。替代地，处理电路610可包括放大器，该放大器被配置成用于选择性地放大第一值v1和第二值v2。传感器设备可进一步包括模数转换器ADC，该ADC被配置成用于将该经放大的差信号数字化。ADC可以是数字处理器电路的部分。待测电流可以被提供为与电流成比例的模拟输出信号，或者可以被提供为指示待测电流的数字信号。根据需要，第二引线可用于向处理电路610提供电源电压和接地信号，和/或用于提供数据接口，例如串行数据总线(例如，使用I2C协议，或使用RS232协议，或使用任何其他合适的协议)，和/或其他输入信号或输出信号。

图7示出了处理电路710的框图，其可以被视为图6的处理电路610的变体，进一步包括通信地连接至处理单元730的第一温度传感器712和第二温度传感器722。处理单元730适于基于值v1和v2、但考虑温度信号t1、t2中的一个或两个来确定待测电流。为了针对温度变化补偿测量值v1、v2(例如，用于补偿传感器元件的灵敏度变化)，可以考虑所测量的(多个)温度。此类补偿技术在本领域中是众所周知的，并且因此在本文中不需要被更详细地解释。在特定实施例中，以EP3109658A1中所述类似的方式执行温度补偿，该专利的全部内容通过引用合并于此。

该电流传感器的优点在于，其包括温度补偿机制。以此方式，可以进一步提高电流测量的精度。

图6的处理单元630和图7的处理单元730可包含数字处理器，例如可编程微控制器。尽管没有明确示出，但是电路610和710还可包含至少一个模数转换器，该模数转换器可以是磁传感器的一部分，或者可以是处理单元的一部分，或者可以实现为(例如，传感器电路的输出与处理单元的输入之间的)单独的电路。出于与没有示出在本领域中众所周知的并且因此不需要在此详细描述的偏置电路、读出电路、可选的放大器、电源等相同的原因，图6和图7的框图没有示出该级别的细节。

在该方面要注意的是，如果信号v1、v2、t1和t2是模拟信号，则处理单元730可包含至少一个ADC以将这些信号转换为数字信号，而在信号v1、v2、t1和t2是数字信号的情况下，处理单元730不需要具有ADC。

具有两个温度传感器，每个磁传感器一个温度传感器的实施例的优点在于，第一磁传感器和第二磁传感器的温度可以基本不同，特别是如果正在测量相对高的电流(例如，大于30安培)，因为如此高的电流通常会导致电导体显著地升温，从而在基板上产生相对大的温度梯度。以此方式，可以进一步提高电流测量的精度。

在图7的变体(未示出)中，电路包括仅一个温度传感器，该温度传感器可被布置成用于测量第一磁传感器的温度，或用于测量第二磁传感器的温度。然后可以基于估计的功耗(进而基于v1和v2)并基于环境温度的预定义假设来估计另一个磁传感器的温度，而不是实际测量另一个温度。当然，具有两个温度传感器的实施例更精确。

在图7的变体(未示出)中，电路包括一个或两个应力传感器而不是一个或两个温度传感器，并且处理单元730适于基于从磁传感器获得的值并考虑从一个或两个应力传感器获得的(多个)应力值来确定电流。

在图7的另一变体(未示出)中，电路除了一个或两个温度传感器之外还包括一个或两个应力传感器，并且处理单元730适于基于从磁传感器和一个或多个温度传感器和一个或多个应力传感器获得的值来确定电流。

还可以构想提供如图2(a)至图4(b)中任一个所示的电流传感器设备，其中基板进一步包括配置成用于测量第三值v3的第三磁传感器，并且进一步包括配置成用于测量第四值v4的第四磁传感器。第三磁传感器可以被布置为第一磁传感器的备用(例如，具有相同的偏移d1和定向)，并且第四磁传感器可以被布置为第二磁传感器的备用(例如，具有相同的偏移d2和定向)。处理电路可以适于基于第一值v1和第二值v2来计算第一电流值I1，并且可以进一步适于基于第三值v3和第四值v4来计算第二电流值I2。两种测量均不受杂散场影响。除非电流传感器产生故障，理想情况下第一电流I1和第二电流I2应该相同。

在使用期间，电路可以计算第一电流和第二电流，并且计算差I1-I2或比率I1/I2，并且如果差小于预定义阈值，或者如果比率落在预定义边界之内，则电路可以得出结论：测量是正确的，并且如果所计算的差或比率落在所述边界之外，则电路可以得出结论：测量是不正确的。如果电路被设计成使得R的预定义值大约等于1，则在测量正确的情况下，电路可以提供I1和I2的平均值。以该方式，可以进一步改进SNR。具有四个磁传感器的实施例可以用于冗余目的和功能安全目的。

图8示出了生产具有集成导体部分的电流传感器的示例性方法800的流程图。该方法包括下列步骤：

a)801：提供包括电导体部分的引线框架，电导体部分适用于承载待测电流，电导体部分沿其主轴具有对称平面；

b)802：提供包括或连接至至少第一磁传感器并且包括或连接至第二磁传感器的基板，该第一磁传感器具有最大灵敏度的第一轴并且适于提供第一信号v1，而该第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴并且适于提供第二信号v2，该第二轴平行于第一轴；

c)803：相对于引线框架安装基板，使得第一磁传感器位于与对称平面SP隔开的第一位置，并且使得最大灵敏度的第一轴平行于所述对称平面SP，并且使得第二传感器位于对称平面内。这确保了第一传感器被配置成用于提供指示待测电流的第一值，并且第二传感器被配置成用于提供第二值，该第二值仅指示外部干扰场(如果存在的话)而不指示待测电流；

d)804：提供处理电路，该处理电路连接至第一磁传感器和第二磁传感器，并且适于至少基于第一值v1与第二值v2的差或加权差来确定待测电流I。

尽管在本发明的不同的附图和不同实施例中解释了各个特征，但是在阅读本文档时，如将对技术人员显而易见的，构想了不同实施例的特征可以被组合。

附图标记：

200,300,400 电流传感器设备

210,310,410 (半导体)基板

211,301,401 第一磁传感器

212,302,402 第二磁传感器

213,313,413 电导体

214,314 束状部分

216,316,416 束状部分的中心线

Ω 对称平面。

Claims (20)

1.一种用于测量电流的电流传感器设备，所述电流传感器设备包括：

基板，所述基板相对于电导体安装在预定义位置，并且包括或被连接至第一磁传感器和第二磁传感器，其中所述基板是半导体基板；

其中所述电导体沿所述电导体的主轴具有对称平面，所述对称平面垂直于所述基板定向；

其中所述第一磁传感器位于与所述对称平面隔开的第一位置，并且具有最大灵敏度的第一轴，并且被配置成用于提供第一值，所述第一值指示由待测电流在所述第一位置处引起的第一磁场分量；

其中所述第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴，所述第二轴平行于所述第一轴和所述对称平面，并且其中所述第二磁传感器位于处于所述对称平面中的第二位置，并且被配置成用于提供第二值，如果外部干扰场存在的话，所述第二值指示外部干扰场，其中所述第一磁传感器和所述第二磁传感器位于所述基板的同一侧上；

处理电路，所述处理电路连接至所述第一磁传感器以获得所述第一值，并且连接至所述第二磁传感器以获得所述第二值，并且适于至少基于所述第一值与所述第二值之间的差来确定所述待测电流，

其中所述电流传感器设备是封装设备，并且

其中所述基板的宽度小于所述电导体的单个电流路径的宽度。

2.根据权利要求1所述的电流传感器设备，

其中由最大灵敏度的所述第一轴和第一磁场矢量定义的第一角度α是与90°不同并且与270°不同的角度；

并且其中由最大灵敏度的所述第二轴和第二磁场矢量定义的第二角度β与90°相等或者与270°相等。

3.根据权利要求1所述的电流传感器设备，

其中所述第一磁传感器和所述第二磁传感器中的每一个包括至少一个水平霍尔元件，每个水平霍尔元件在垂直于所述基板的方向上具有最大灵敏度的轴。

4.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中所述基板的面积在从1至7平方毫米的范围内、或在从2至7平方毫米的范围内、或在从1至5平方毫米的范围内。

5.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中所述基板包括所述第一磁传感器和所述第二磁传感器和所述处理电路；并且

其中所述电导体是内部电导体。

6.根据权利要求5所述的电流传感器设备，其中所述电导体具有束形状或具有束状导体部分，并且

其中所述电导体具有小于0.30毫欧、或小于0.28毫欧、或小于0.26毫欧的电阻。

7.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中所述电导体形成为引线框架的一部分；并且

其中所述引线框架是具有在从100至600微米、或从200至500微米的范围内的厚度的铜引线框架。

8.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中穿过第一传感器位置且垂直于所述基板的虚拟线与所述电导体的边缘之间的距离小于所述电导体的宽度或直径的10％或20％。

9.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中所述基板具有包含所述第一磁传感器和所述第二磁传感器的第一表面，并且其中所述第一表面面向所述电导体；并且

其中所述电流传感器设备进一步包括位于所述基板与所述电导体之间的电绝缘材料。

10.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中所述基板具有包含所述第一磁传感器和所述第二磁传感器的第一表面，并且其中所述第一表面背向所述电导体。

11.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中所述电路包括差分放大器，所述差分放大器被配置成用于确定和放大所述第一值与所述第二值之间的所述差，或者其中所述电路包括放大器，所述放大器被配置成用于选择性地放大所述第一值和所述第二值；和/或

其中所述电流传感器设备进一步包括数字处理器，所述数字处理器包括或连接至非易失性存储器，所述非易失性存储器存储至少一个常数值，并且其中所述数字处理器适于基于所述第一值与所述第二值之间的差或加权差以及基于所述常数值来确定所述待测电流。

12.根据权利要求11所述的电流传感器设备，其中所述基板进一步包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器被配置成用于测量与所述第一磁传感器和/或所述第二磁传感器的温度相关的至少一个温度，所述至少一个温度传感器连接至所述数字处理器；并且

其中所述数字处理器适于基于所述第一值与所述第二值之间的差以及考虑至少一个所测量的温度来计算所述待测电流。

13.根据权利要求11所述的电流传感器设备，其中所述基板进一步包括至少一个应力传感器，所述至少一个应力传感器被配置成用于测量与所述第一磁传感器所经历的机械应力有关的至少一个应力值，所述至少一个应力传感器连接至所述数字处理器；以及

其中所述数字处理器适于基于所述第一磁值与所述第二磁值之间的差以及考虑至少一个所测量的应力值来计算所述待测电流。

14.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中由所述处理电路基于所述第一磁传感器和所述第二磁传感器确定的电流值被认为是第一电流值；并且

其中所述基板进一步包括以与所述第一磁传感器类似的方式布置并配置成用于测量第三值的第三磁传感器，并且进一步包括以与所述第二磁传感器类似的方式布置并配置成用于测量第四值的第四磁传感器；并且

其中所述处理电路进一步连接至所述第三磁传感器以获得所述第三值，并且连接至所述第四磁传感器以获得所述第四值，并且进一步适于基于所述第三值与所述第四值之间的差来确定第二电流值；并且进一步适于将所述第二电流值和所述第一电流值进行比较，并且如果所述第一电流值与所述第二电流值之间的差或比率满足预定条件，则提供所述第一电流值和所述第二电流值的平均值作为电流值。

15.一种组件，包括：

用于测量电流的电流传感器设备，所述电流传感器设备包括：

基板，所述基板相对于电导体安装在预定义位置，并且包括或被连接至第一磁传感器和第二磁传感器，其中所述基板是半导体基板；

其中所述电导体沿所述电导体的主轴具有对称平面，所述对称平面垂直于所述基板定向；

其中所述第一磁传感器位于与所述对称平面隔开的第一位置，并且具有最大灵敏度的第一轴，并且被配置成用于提供第一值，所述第一值指示由待测电流在所述第一位置处引起的第一磁场分量；

其中所述第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴，所述第二轴平行于所述第一轴和所述对称平面，并且其中所述第二磁传感器位于处于所述对称平面中的第二位置，并且被配置成用于提供第二值，如果外部干扰场存在的话，所述第二值指示外部干扰场，其中所述第一磁传感器和所述第二磁传感器位于所述基板的同一侧上；

处理电路，所述处理电路连接至所述第一磁传感器以获得所述第一值，并且连接至所述第二磁传感器以获得所述第二值，并且适于至少基于所述第一值与所述第二值之间的差来确定所述待测电流；以及

在所述电流传感器设备外部的电导体，

其中所述电流传感器设备是封装设备，并且

其中所述基板的宽度小于所述电导体的单个电流路径的宽度。

16.一种生产根据权利要求1所述的电流传感器的方法，包括以下步骤：

a)提供包括电导体部分的引线框架，所述电导体部分适于承载待测电流，所述电导体部分沿其主轴具有对称平面；

b)提供包括或连接至至少第一磁传感器并且包括或连接至第二磁传感器的基板，所述第一磁传感器具有最大灵敏度的第一轴并且适于提供第一信号，而所述第二磁传感器具有最大灵敏度的第二轴并且适于提供第二信号，所述第二轴平行于所述第一轴，其中所述第一磁传感器和所述第二磁传感器位于所述基板的同一侧上；

c)相对于所述引线框架安装所述基板，使得所述第一磁传感器位于与所述对称平面隔开的第一位置，并且使得最大灵敏度的第一轴平行于所述对称平面，并且使得第二传感器位于所述对称平面内；

d)提供处理电路，所述处理电路连接至所述第一磁传感器和所述第二磁传感器，并且适于至少基于所述第一值与所述第二值的差或加权差来确定所述待测电流，

其中所述基板的宽度小于所述电导体的单个电流路径的宽度。

17.根据权利要求16所述的方法，其中步骤a)包括：提供厚度为在从100至600微米或从200至500微米范围内的铜引线框架，所述铜引线框架包括具有小于0.30毫欧或小于0.28毫欧或小于0.26毫欧的电阻的束状导体部分。

18.根据权利要求16所述的方法，其中执行步骤c)的安装，使得由最大灵敏度的所述第一轴和第一磁场矢量定义的第一角度α是与90°不同并且与270°不同的角度，并且使得由最大灵敏度的所述第二轴和第二磁场矢量定义的第二角度β与90°相等或者与270°相等；和/或

其中执行步骤c)的安装，使得穿过第一传感器位置且垂直于所述基板的虚拟线与所述电导体的边缘之间的距离小于所述电导体的宽度或直径的10％或20％。

19.根据权利要求16所述的方法，其中步骤c)进一步包括：在所述引线框架上提供电绝缘材料，以及将所述基板安装在所述电绝缘材料上。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述方法进一步包括对所述引线框架和所述基板进行包覆模制以生产封装设备的步骤。

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