JP2003090850A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定環境に存在する不要な磁界の影響を排除
でき、精度の高い電流測定を実現できる電流センサの提
供。 【解決手段】 導体２１、２２は、同一の平面内に互い
に平行に配置され、互いに逆向きの測定電流を流すよう
になっている。磁気センサ２３は、導体２１の周囲に発
生する磁束のうち水平方向の磁束を検出してそれに応じ
た電気信号を出力し、その垂直方向の外部磁界には感知
しないように構成されている。磁気センサ２４は、導体
２２の周囲に発生する磁束のうち水平方向の磁束を検出
してそれに応じた電気信号を出力し、その垂直方向の外
部磁界には感知しないように構成されている。減算回路
（図示せず）は、磁気センサ２３の出力と磁気センサ２
４の出力との減算を行うようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体を流れる電流
により生ずる磁束を検出することにより電流値を測定す
る電流センサであって、外部磁界の影響を受けないで電
流測定ができるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、非接触の電流センサとして、
電流導体に流れる測定電流により生ずる磁束を磁気セン
サで検出し、この検出に基づいて電流値を測定する電流
センサがある。このような電流センサとして、例えば、
米国特許５９４２８９５号に記載のものが知られてい
る。

【０００３】この電流センサは、図５に示すように、測
定用の電流を流すことによりその周囲に磁束を発生させ
る測定用導体１と、この測定用導体１の下方に配置さ
れ、その磁束を検出する磁気センサ２とを備えている。
磁気センサ２は、その上面側に、測定用導体１の発生す
る磁束を検出する磁気検出素子３、４が配置されてい
る。また、磁気センサ２の上には、測定用導体１によっ
て発生する磁束を水平方向に収束させるとともに、その
磁束を磁気検出素子３、４に導く磁気収束板５、６が設
けられ、これらは所定の空隙（ギャップ）７を設けて配
置されている。

【０００４】磁気センサ２は、リードフレーム８は固定
された状態でパッケージ９内に収容されている。また、
磁気収束板５、６は、適宜手段でパッケージ９内に固定
されている。さらに、パッケージ９には、外部と電気的
に接続する端子１０が固定されている。そして、測定用
導体１の外周のうち、磁気収束板５、６が配置される部
分を除く他の部分には、発生する磁束を収束する磁気収
束部材１１が設けられている。

【０００５】次に、このような構成からなる従来の電流
センサの動作について、図５〜図７を参照して説明す
る。いま、図５の測定用導体１に、紙面の手前から紙面
の後方に向けて電流が流れているものとすると、測定用
導体１の周囲には、時計方向回りに磁束が発生している
（７図参照）。

【０００６】この磁束は、磁束収束板５、６および磁束
収束部材１１により収束されているいる。磁束収束板
５、６では、図６に示すように、磁束が水平方向に収束
されているが、磁束収束板５と磁束収束板６との間には
空隙７があるので、この空隙７の部分では磁束が磁気セ
ンサ２側に向けて垂直方向に広がる。このため、その垂
直方向に広がる磁束の向きは、図６に示すように、磁気
収束板５の端部の下側と、磁気収束板６の端部の下側と
では互いに逆方向になる。そこで、磁気センサ２では、
磁気検出素子３と磁気検出素子４とが逆向きの磁束を検
出するとともに、その磁気検出素子３、４の各出力信号
の減算を行うことにより、測定用導体１に流れる電流に
より発生する磁束密度に応じた電気信号を得るようにな
っている。

【０００７】ところで、実際に電流センサが電流を測定
する環境では、測定用導体１に流れる電流により発生す
る磁束の他に、本来の電流測定に不要な外部磁界が存在
し、この外部磁界には、垂直方向のものと水平方向のも
のとがある。そのうち、垂直方向の外部磁界は、磁気検
出素子３、４に対して同一方向の磁束として作用するの
で、その各出力信号を減算することにより打ち消され
る。このため、磁気センサ２の出力信号には、その垂直
方向の外部磁界の影響は表れない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水平方向に外
部磁界は、磁気センサ２の位置では、図７に示すように
測定用導体１による磁束と同一の方向となり、垂直方向
の外部磁界のように、磁気検出素子３、４の各出力信号
の減算により打ち消すことができない。このため、磁気
センサ２の出力信号には、その水平方向の外部磁界の影
響が表れる。

【０００９】この外部磁界の影響を数式を使用して説明
すると、以下のようになる。すなわち、図７に示すよう
に、水平方向の外部磁界による磁気センサ２の出力をＶ
ｅ、測定用導体１に電流が流れることで生ずる磁界によ
る磁気センサ２の出力をＶｉとすると、この両者による
磁気センサ２の出力Ｖｓは、次の（１）式のようにな
る。

【００１０】Ｖｓ＝Ｖｉ＋Ｖｅ ・・・・（１） 従って、図５に示すような従来の電流センサでは、水平
方向の外部磁界が存在する測定環境では、その外部磁界
によって電流の測定値に誤差が生ずる。特に、各種の電
子機器で使用する電流センサにおいては、その電流セン
サが設置される周辺の部品から発生する磁界が存在し、
これを無視することができない。

【００１１】そこで、精度の高い電流測定を行うため
に、測定環境に存在する磁界の影響を受けない新たな電
流センサの出現が望まれる。本発明は上述の点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、測定環境に存在する
不要な外部磁界の影響を排除でき、精度の高い電流測定
を実現できる電流センサを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、本発
明の目的を達成するために、請求項１〜請求項１０に記
載の各発明は、以下のように構成した。すなわち、請求
項１に記載の発明は、測定電流をそれぞれ流す第１の導
体および第２の導体を、同一の平面内に互いに平行に配
置した測定用導体と、前記第１の導体に流れる測定電流
によって発生する磁界の強さを検出する第１の磁気セン
サと、前記第２の導体に流れる測定電流によって発生す
る磁界の強さを検出する第２の磁気センサとを備え、前
記第１の導体と前記第２の導体に流れる測定電流の方向
が互いに逆向きであることを特徴とするものである。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電流センサにおいて、前記第１の磁気センサは、前記
第１の導体に流れる測定電流によって発生する磁束のう
ち所定方向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出
力し、前記第２の磁気センサは、前記第２の導体に流れ
る測定電流によって発生する磁束のうち前記所定方向と
同一方向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出力
するように構成し、前記第１磁気センサの出力と前記第
２磁気センサの出力との減算を行う減算手段を備えるよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の電流センサにおいて、前記第１の磁気
センサは、前記第１の導体の発生する磁束を所定方向に
収束させるとともに、漏れ磁束を生成させる第１の磁気
収束板と、前記漏れ磁束を、所定の異なる位置でそれぞ
れ検出する第１および第２の磁気検出素子とを備え、か
つ、前記第１の磁気検出素子の出力と前記第２の磁気検
出素子の出力の減算を行うように構成し、前記第２の磁
気センサは、前記第２の導体の発生する磁束を前記所定
方向と同一方向に収束させるとともに、漏れ磁束を生成
させる第２の磁気収束板と、前記漏れ磁束を、所定の異
なる位置でそれぞれ検出する第３および第４の磁気検出
素子とを備え、かつ、前記第３の磁気検出素子の出力と
前記第４の磁気検出素子の出力の減算を行うように構成
したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の電流センサにおいて、前記第１および第２の磁気セン
サの各磁気収束板は、対応する前記第１および第２の導
体にそれぞれ接していることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいず
れかに記載の電流センサにおいて、前記第１および第２
の導体の各断面積は、前記第１および第２の磁気センサ
の各配置位置において他の部分の断面積よりも小さくな
っていることを特徴とするものである。

【００１６】請求項６に記載の発明は、測定電流をそれ
ぞれ流す第１の導体と第２の導体を、同一の平面内に互
いに平行に配置するとともに、その両導体の一方の各終
端側同士を電気的に接続した測定用導体と、前記第１の
導体に流れる測定電流によって発生する磁界の強さを検
出する第１の磁気センサと、前記第２の導体に流れる測
定電流によって発生する磁界の強さを検出する第２の磁
気センサと、を備えたことを特徴とするものである。

【００１７】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の電流センサにおいて、前記第１の磁気センサは、前記
第１の導体に流れる測定電流によって発生する磁束のう
ち所定方向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出
力し、前記第２の磁気センサは、前記第２の導体に流れ
る測定電流によって発生する磁束のうち前記所定方向と
同一方向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出力
するように構成し、前記第１磁気センサの出力と前記第
２磁気センサの出力との減算を行う減算手段を備えるよ
うにしたことを特徴とするものである。

【００１８】請求項８に記載の発明は、請求項６または
請求項７に記載の電流センサにおいて、前記第１の磁気
センサは、前記第１の導体の発生する磁束を所定方向に
収束させるとともに、漏れ磁束を生成させる第１の磁気
収束板と、前記漏れ磁束を、所定の異なる位置でそれぞ
れ検出する第１および第２の磁気検出素子とを備え、か
つ、前記第１の磁気検出素子の出力と前記第２の磁気検
出素子の出力の減算を行うように構成し、前記第２の磁
気センサは、前記第２の導体の発生する磁束を前記所定
方向と同方向に収束させるとともに、漏れ磁束を生成さ
せる第２の磁気収束板と、前記漏れ磁束を、所定の異な
る位置でそれぞれ検出する第３および第４の磁気検出素
子とを備え、かつ、前記第３の磁気検出素子の出力と前
記第４の磁気検出素子の出力の減算を行うように構成し
たことを特徴とするものである。

【００１９】請求項９に記載の発明は、請求項８に記載
の電流センサにおいて、前記第１および第２の磁気セン
サの各磁気収束板は、対応する前記第１および第２の導
体に接していることを特徴とするものである。請求項１
０に記載の発明は、請求項６乃至請求項９のいずれかに
記載の電流センサにおいて、前記第１および第２の導体
の各断面積は、前記第１および第２の磁気センサの各配
置位置において他の部分の断面積よりも小さくなってい
ることを特徴とするものである。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、請求項２乃至
請求項５または請求項７乃至請求項１０のいずれかに記
載の電流センサにおいて、前記第１および第２の磁気セ
ンサと、前記減算手段とは、少なくとも同一のシリコン
基板上に形成するようにしたことを特徴とするものであ
る。請求項１２に記載の発明は、請求項３乃至請求項５
または請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の電流
センサにおいて、前記第１の磁気センサは、前記第１お
よび第２の磁気検出素子と、これらの出力を減算および
増幅する回路を含む信号処理回路とを前記同一のシリコ
ン基板の第１のセンサ形成領域に形成し、前記第１の磁
気センサは、前記第３および第４の磁気検出素子と、こ
れらの出力を減算および増幅する回路を含む信号処理回
路とを前記同一のシリコン基板の第２のセンサ形成領域
に形成するようにしたことを特徴とするものである。

【００２１】次に、以上のような構成からなる各発明の
作用や効果について説明する。すなわち、請求項１およ
び請求項６に記載の発明では、第１の磁気センサの出力
と第２の磁気センサの出力との減算を行うことが可能と
なる。このため、測定環境に存在する外部磁界の影響を
排除でき、その結果、精度の高い電流測定が可能とな
る。

【００２２】また、請求項２および請求項７に記載の発
明では、第１および第２の磁気センサの各出力は、自己
が検出すべき磁束の方向と直交する方向の外部磁界の影
響を排除することができるが、その磁束の方向と同一方
向の外部磁界の影響を排除することができない。このた
め、第１および第２の磁気センサの各出力には、その外
部磁界による影響の成分が含まれてしまう。

【００２３】しかし、第１および第２の磁気センサの各
出力は、自己が検出すべき磁束の方向の成分については
正と負になり、その磁束の方向と同一方向の外部磁界に
よる成分が加わると、その各成分についてはいずれも例
えば正となる。減算手段は、その第１磁気センサの出力
と第２磁気サンサの出力を減算を行うので、その外部磁
界による成分同士が打ち消され、減算手段の出力には、
その外部磁界による影響が表れない。

【００２４】このため、請求項２および請求項７に記載
の発明によれば、測定環境に存在する外部磁界の影響を
排除でき、精度の高い電流測定が実現できる。さらに、
請求項３および請求項８に記載の発明では、第１の磁気
センサにおいて、第１および第２の磁気収束板により生
成される漏れ磁束は、その収束させる磁束の方向と直交
する方向に向きが変換される。このため、第１および第
２の磁気検出素子は、その検出する磁束の方向が逆方向
になって、その各出力は正と負となる。

【００２５】一方、その収束させる磁束と直交する方向
の外部磁界が加わると、その外部磁界の方向は、両磁気
検出素子では同一方向になる。このため、その両磁気検
出素子の各出力には、その外部磁界による成分がそれぞ
れ含まれ、その各成分はいずれも例えば正となる。そし
て、第１の磁気センサでは、その第１の磁気検出素子の
出力と第２の磁気検出素子の減算を行うようにしたの
で、その外部磁界による成分が打ち消され、その外部成
分による影響が表れない。このような作用は、第２の磁
気センサについても同様である。

【００２６】このようにして、第１および第２の磁気セ
ンサの各出力は、自己が検出すべき磁束の方向と直交す
る方向の外部磁界の影響を排除できるが、その磁束の方
向と同一方向の外部磁界の影響を排除できない。このた
め、第１および第２の磁気センサの各出力には、その外
部磁界による影響の成分が含まれてしまう。しかし、第
１および第２の磁気センサの各出力は、自己が検出すべ
き磁束の方向の成分については正と負になり、その磁束
の方向と同一方向の外部磁界による成分が加わると、そ
の各成分についてはいずれも例えば正となる。減算手段
は、その第１磁気センサの出力と第２磁気サンサの出力
を減算を行うので、その外部磁界による成分同士が打ち
消され、減算手段の出力には、その外部磁界による影響
が表れない。

【００２７】このため、請求項３および請求項８に記載
の発明では、測定環境に存在する外部磁界の影響を排除
でき、精度の高い電流測定が実現できる。また、請求項
４および請求項９に記載の発明では、第１および第２の
導体の周囲に発生させる各磁束を、その各導体の周囲の
近傍に収束させることができ、その磁束を第１および第
２の磁気センサでそれぞれ検出できる。

【００２８】さらに、請求項５および請求項１０に記載
の発明では、第１および第２の導体の周囲に発生させる
各磁束の通路長を短くして、第１および第２の磁気セン
サの配置位置における磁束密度を他の部分に比較して大
きくできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。本発明の電流センサの第１実
施形態の構成を、図１および図２を参照して説明する。
この第１実施形態に係る電流センサは、図１に示すよう
に、互いに独立の第１導体２１および第２導体２２から
なる測定用導体２０と、磁気センサチップ２５上に形成
された磁気センサ２３、２４と、電源端子や出力信号端
子などの複数の接続端子２６とを少なくとも備え、これ
らをパッケージ２７内に収容するようにしたものであ
る。

【００３０】なお、図１では、磁気センサチップ２５
と、接続端子２６との間の電気的な接続などは省略され
ている。第１導体２１と第２導体２２は、図１に示すよ
うに、同一の平面内に所定間隔をおいて互いに平行に配
置されている。また、この第１導体２１と第２導体２２
は、直流または交流からなる測定電流をその長さ方向に
それぞれ流すが、その各測定電流は、同一の電流を互い
に逆向きに流すようになっている。このため、第１導体
２１の周囲に発生する磁束の向きと、第２導体２２の周
囲に発生する磁束の向きとが、互いに逆方向となる（図
３参照）。

【００３１】第１導体２１と第２導体２２は、図１に示
すように、例えば断面が長方形であって所定の長さの金
属などから構成され、その長さ方向に測定電流を流すよ
うになっている。また、第１導体２１と第２導体２２
は、図１に示すように、磁気センサ２３、２４と対向す
る部分に切欠き部２８が形成され、これによりその部分
の断面積が、他の部分よりも小さくなるように構成され
ている。これにより、その部分の磁束を経路長を他の部
分よりも短くし、その磁束密度を大きくすることができ
る。

【００３２】磁気センサ２３、２４は、導体２１、２２
によりそれぞれ発生する各磁束を検出するセンサであ
る。この磁気センサ２３、２４は、同一の特性を有し、
例えばシリコン基板からなる磁気センサチップ２５のセ
ンサ形成領域２３Ａ、２４Ａに所定間隔をおいて形成さ
れている。また、この磁気センサ２３、２４は、第１導
体２３および第２導体２４の切欠き部２８を有する部分
であって、その部分の下面側の近傍にそれぞれ配置され
るようになっている。

【００３３】次に、磁気センサ２３、２４の詳細な構成
について、図２を参照しながら説明する。磁気センサ２
３は、例えばシリコン基板からなる磁気センサチップ２
５のセンサ形成領域２３Ａ上に、第１導体２１の発生す
る垂直方向の磁束を検出する磁気検出素子３１、３２を
設けるようにしている。磁気センサ２３は、その上方に
設けた磁気収束板３３、３４を含んでいる。

【００３４】磁気収束板３３、３４は、第１導体２１に
よって発生する磁束を水平方向に収束させるとともに、
その磁束を磁気検出素子３１、３２に導くものであり、
これらは漏れ磁束を生成するために所定の空隙３５をお
いて配置されている。なお、磁気収束板３３、３４は、
図示のように、第１導体２１の表面と直接または接着層
を介して接触する状態に配置するのが好ましい。

【００３５】磁気センサ２４は、磁気センサチップ２５
のセンサ形成領域２４Ａ上に、第２導体２２の発生する
磁束を検出する磁気検出素子４１、４２を設けるように
している。磁気センサ２４は、その上方に設けた磁気収
束板４３、４４を含んでいる。磁気収束板４３、４４
は、第２導体２２によって発生する磁束を水平方向に収
束させるとともに、その磁束を磁気検出素子４１、４２
に導くものであり、これらは漏れ磁束を生成するために
所定の空隙４５をおいて配置されている。なお、磁気収
束板４３、４４は、図示のように、第２導体２２の表面
と直接または接着層を介して接触する状態に配置するの
が好ましい。

【００３６】また、磁気センサ２３は、磁気検出素子３
１の出力と磁気検出素子３２の出力との減算を図示しな
い減算回路で行い、その減算結果を出力するようになっ
ている。同様に、この磁気センサ２４では、磁気検出素
子４１の出力と磁気検出素子４２の出力の減算を図示し
ない減算回路で行い、その減算結果を出力するようにな
っている。

【００３７】さらに、磁気センサ２３は、磁気検出素子
３１、３２と上記の減算回路の他に増幅回路などを含
み、これらが磁気センサチップ２５のセンサ形成領域２
３Ａに形成されている。同様に、磁気センサ２４は、磁
気検出素子４１、４２と上記の減算回路の他に増幅回路
などを含み、これらが磁気センサチップ２５のセンサ形
成領域２４Ａに形成されている。

【００３８】また、この第１実施形態では、磁気センサ
２３の出力と磁気センサ２４の出力との減算を後述のよ
うに行い、その減算結果を出力する減算手段としての減
算回路（図示せず）を備えている。さらに、この第１実
施形態では、その減算回路が増幅回路などを含んで信号
処理回路を構成し、この信号処理回路が、磁気センサチ
ップ２５上に形成されている。従って、磁気センサ２
３、２４と、その信号処理回路とは、同一のシリコン基
板からなる磁気センサチップ２５上に形成されることに
なる。

【００３９】次に、このような構成からなる第１実施形
態の動作の一例について、図１〜図３を参照して説明す
る。いま、図１に示す第１導体２１に、紙面の手前から
紙面の後方に向けて測定電流が流れ、第２導体２２に
は、それとは逆向きの測定電流が流れているものとす
る。この結果、第１導体２１の周囲には時計方向回りの
磁束が発生し、第２導体２２の周囲には反時計方向回り
の磁束が発生しており、両磁束の方向は互いに逆になっ
ている（図３参照）。

【００４０】第１導体２１の周囲の磁束は、磁束収束板
３３、３４より水平方向に磁束が収束されているが、磁
束収束板３３と磁束収束板３４との間には空隙３５があ
るので、この空隙３５の部分では漏れ磁束が生じ、この
漏れ磁束が磁気センサ２３側に向けて垂直方向に広が
る。このため、磁気センサ２３では、磁気検出素子３１
と磁気検出素子３２とが逆向きの磁束を検出するととも
に、その両磁気検出素子３１、３２の各出力信号の減算
を行うことにより、第１導体２１に流れる電流により発
生する磁束密度に応じた電気信号を出力する。

【００４１】一方、第２導体２２の周囲の磁束は、磁束
収束板４３、４４より水平方向に磁束が収束されている
が、磁束収束板４３と磁束収束板４４との間には空隙４
５があるので、この空隙３５の部分では漏れ磁束は生
じ、この漏れ磁束が磁気センサ２４側に向けて垂直方向
に広がる。このため、磁気センサ２４では、磁気検出素
子４１と磁気検出素子４２とが逆向きの磁束を検出する
とともに、その両磁気検出素子４１、４２の各出力信号
の減算を行うことにより、第２導体２２に流れる電流に
より発生する磁束密度に応じた電気信号を出力する。

【００４２】ここで、垂直方向の外部磁界が加わる場合
について検討する。この場合には、磁気センサ２３で
は、その外部磁界による磁束が磁気検出素子３１、３２
に同一方向に作用するので、その両出力信号の減算を行
うことにより打ち消される。このため、磁気センサ２３
の出力信号には、その垂直方向の外部磁界の影響は表れ
ない。これは、磁気センサ２４の出力信号についても同
様である。

【００４３】次に、図３に示すように、水平方向の外部
磁界が加わる場合について以下に検討する。この場合に
は、磁気センサ２３、２４では、その水平方向の外部磁
界の影響を、上記の垂直方向の外部磁界の影響のように
排除することができない。このため磁気センサ２３の出
力Ｖｓ１、および磁気センサ２４の出力Ｖｓ２は、次の
（２）（３）式のようになる。

【００４４】Ｖｓ１＝Ｖｉ＋Ｖｅ・・・・（２） Ｖｓ２＝−Ｖｉ＋Ｖｅ・・・・（３） ここで、（２）式中において、Ｖｉは第１導体２１によ
る磁束に基づく出力、Ｖｅは水平方向の外部磁界による
出力である。また、（３）式中において、Ｖｉは第２導
体２２による磁束に基づく出力、Ｖｅは水平方向の外部
磁界による出力である。

【００４５】図示しない減算回路は、磁気センサ２３、
２４の出力Ｖｓ１、Ｖｓ２の減算を行うので、減算回路
の出力Ｖｓｔは、次の（４）式のようになる。 Ｖｓｔ＝Ｖｓ１−Ｖｓ２＝２Ｖｉ・・・・（４） （４）式からわかるように、磁気センサ２３から出力さ
れる水平方向の外部磁界による成分Ｖｅと、磁気センサ
２４から出力される水平方向の外部磁界による成分Ｖｅ
とが、減算回路で打ち消される。このため、減算回路か
らの出力には、水平方向の外部磁界の影響は表れない。

【００４６】以上説明したように、この第１実施形態に
よれば、電流の測定環境に存在する外部磁界の影響を排
除できるので、精度の高い電流測定を実現できる。ま
た、この第１実施形態によれば、磁気収束板３３、３
４、４３、４４を設けるとともに、これらが導体２１、
２２の表面に接触するようにした。このため、磁気収束
板３３、３４、４３、４４で磁気強度が強められ、高感
度の電流検出ができる。

【００４７】次に、本発明の電流センサの第２実施形態
について、図４を参照しながら説明する。この第２実施
形態は、第１実施形態の測定用導体２０を、図４に示す
ような測定用導体５０に置き換えるようにしたものであ
る。この測定用導体５０は、第１導体５１と第２導体５
２とからなり、その一端側同士を電気的に接続し、全体
としてＵ字状に形成するようにしたものである。

【００４８】すなわち、この第２実施形態は、その測定
用導体５０の長さ方向に測定電流を流すことにより、第
１導体５１と第２導体５２の各周囲には、方向が逆向き
の磁束を発生させ、その各磁束を磁気センサ２３、２４
によりそれぞれ測定するようにしたものである（図４参
照）。第１導体５１と第２導体５２は、図１に示す第１
導体２１と第２導体２２にそれぞれ相当するものであ
り、同一の平面内に所定間隔をおいて互いに平行に配置
されている。

【００４９】第１導体５１は、例えば断面が長方形であ
って所定の長さの金属などから構成され、測定電流をそ
の長さ方向に流すようになっている。第２導体５２は、
第１導体５１と同様に構成される。また、第１導体５１
と第２導体５２は、図４に示すように、磁気センサ２
３、２４と対向する部分の断面積が、他の部分よりも小
さくなるように構成されている。

【００５０】なお、この第２実施形態の他の部分の構成
は、図１に示す第１実施形態の構成と同一であるので、
ここでは同一の構成素子には同一符号を付してその説明
は省略する。このような構成からなる第２実施形態で
は、その説明は省略するが、第１実施形態と同様に動作
する。このため、第２実施形態によれば、電流の測定環
境に存在する外部磁界の影響を排除できるので、精度の
高い電流測定を実現できる。

【００５１】なお、上記の各実施形態では、磁気センサ
２３、２４を、第１導体２１と第２導体２２の各下面側
に対向させた状態で、それぞれ配置するようにした。し
かし、これに代えて、磁気センサ２３、２４を、第１導
体２１と第２導体２２の各上面側に対向させた形態で、
それぞれ配置するようにしても良い。さらに、磁気セン
サ２３、２４を同一の磁気センサチップ２５上に形成せ
ずに独立に形成し、これらを、第１導体２１と第２導体
２２の各左則面側または各右側面側に対向させた形態
で、それぞれ配置するようにしても良い。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１および請求
項６に記載の各発明によれば、測定環境に存在する外部
磁界の影響が排除可能となるので、精度の高い電流測定
が可能となる。また、請求項２〜請求項５、および請求
項７から請求項１２に記載の各発明によれば、測定環境
に存在する外部磁界の影響を排除できるので、精度の高
い電流測定が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電流センサの第１実施形態の構成例を
示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその
（Ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。

【図２】磁気センサの詳細な構成例を示す断面図であ
る。

【図３】第１実施形態の動作を説明するための説明図で
ある。

【図４】本発明の電流センサの第２実施形態の構成例を
示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその
（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。

【図５】従来の電流センサの構成例を示す断面図であ
る。

【図６】従来の磁気センサの動作を説明する断面図であ
る。

【図７】従来の電流センサの動作を説明するための説明
図である。

【符号の説明】

２０、５０ 測定用導体 ２１、５１ 第１導体 ２２、５２ 第２導体 ２３、２４ 磁気センサ ２３Ａ、２４Ａ センサ形成領域 ２５ 磁気センサチップ ３１、３２、４１、４２ 磁気検出素子 ３３、３４、４３、４４ 磁気収束板 ３５、５５ 空隙

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定電流をそれぞれ流す第１の導体およ
   び第２の導体を、同一の平面内に互いに平行に配置した
   測定用導体と、 前記第１の導体に流れる測定電流によって発生する磁界
   の強さを検出する第１の磁気センサと、 前記第２の導体に流れる測定電流によって発生する磁界
   の強さを検出する第２の磁気センサとを備え、 前記第１の導体と前記第２の導体に流れる測定電流の方
   向が互いに逆向きであることを特徴とする電流センサ。
2. 【請求項２】 前記第１の磁気センサは、前記第１の導
   体に流れる測定電流によって発生する磁束のうち所定方
   向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出力し、 前記第２の磁気センサは、前記第２の導体に流れる測定
   電流によって発生する磁束のうち前記所定方向と同一方
   向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出力するよ
   うに構成し、 前記第１磁気センサの出力と前記第２磁気センサの出力
   との減算を行う減算手段を備えるようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載の電流センサ。
3. 【請求項３】 前記第１の磁気センサは、 前記第１の導体の発生する磁束を所定方向に収束させる
   とともに、漏れ磁束を生成させる第１の磁気収束板と、 前記漏れ磁束を、所定の異なる位置でそれぞれ検出する
   第１および第２の磁気検出素子とを備え、 かつ、前記第１の磁気検出素子の出力と前記第２の磁気
   検出素子の出力の減算を行うように構成し、 前記第２の磁気センサは、 前記第２の導体の発生する磁束を前記所定方向と同一方
   向に収束させるとともに、漏れ磁束を生成させる第２の
   磁気収束板と、 前記漏れ磁束を、所定の異なる位置でそれぞれ検出する
   第３および第４の磁気検出素子とを備え、 かつ、前記第３の磁気検出素子の出力と前記第４の磁気
   検出素子の出力の減算を行うように構成したことを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の電流センサ。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の磁気センサの各磁
   気収束板は、対応する前記第１および第２の導体にそれ
   ぞれ接していることを特徴とする請求項３に記載の電流
   センサ。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の導体の各断面積
   は、前記第１および第２の磁気センサの各配置位置にお
   いて他の部分の断面積よりも小さくなっていることを特
   徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電流
   センサ。
6. 【請求項６】 測定電流をそれぞれ流す第１の導体と第
   ２の導体を、同一の平面内に互いに平行に配置するとと
   もに、その両導体の一方の各終端側同士を電気的に接続
   した測定用導体と、 前記第１の導体に流れる測定電流によって発生する磁界
   の強さを検出する第１の磁気センサと、 前記第２の導体に流れる測定電流によって発生する磁界
   の強さを検出する第２の磁気センサと、 を備えたことを特徴とする電流センサ。
7. 【請求項７】 前記第１の磁気センサは、前記第１の導
   体に流れる測定電流によって発生する磁束のうち所定方
   向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出力し、 前記第２の磁気センサは、前記第２の導体に流れる測定
   電流によって発生する磁束のうち前記所定方向と同一方
   向の磁束を検出してそれに応じた電気信号を出力するよ
   うに構成し、 前記第１磁気センサの出力と前記第２磁気センサの出力
   との減算を行う減算手段を備えるようにしたことを特徴
   とする請求項６に記載の電流センサ。
8. 【請求項８】 前記第１の磁気センサは、 前記第１の導体の発生する磁束を所定方向に収束させる
   とともに、漏れ磁束を生成させる第１の磁気収束板と、 前記漏れ磁束を、所定の異なる位置でそれぞれ検出する
   第１および第２の磁気検出素子とを備え、 かつ、前記第１の磁気検出素子の出力と前記第２の磁気
   検出素子の出力の減算を行うように構成し、 前記第２の磁気センサは、 前記第２の導体の発生する磁束を前記所定方向と同方向
   に収束させるとともに、漏れ磁束を生成させる第２の磁
   気収束板と、 前記漏れ磁束を、所定の異なる位置でそれぞれ検出する
   第３および第４の磁気検出素子とを備え、 かつ、前記第３の磁気検出素子の出力と前記第４の磁気
   検出素子の出力の減算を行うように構成したことを特徴
   とする請求項６または請求項７に記載の電流センサ。
9. 【請求項９】 前記第１および第２の磁気センサの各磁
   気収束板は、対応する前記第１および第２の導体に接し
   ていることを特徴とする請求項８に記載の電流センサ。
10. 【請求項１０】 前記第１および第２の導体の各断面積
    は、前記第１および第２の磁気センサの各配置位置にお
    いて他の部分の断面積よりも小さくなっていることを特
    徴とする請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の電流
    センサ。
11. 【請求項１１】 前記第１および第２の磁気センサと、
    前記減算手段とは、少なくとも同一のシリコン基板上に
    形成するようにしたことを特徴とする請求項２乃至請求
    項５または請求項７乃至請求項１０いずれかに記載の電
    流センサ。
12. 【請求項１２】 前記第１の磁気センサは、 前記第１および第２の磁気検出素子と、これらの出力を
    減算および増幅する回路を含む信号処理回路とを前記同
    一のシリコン基板の第１のセンサ形成領域に形成し、 前記第１の磁気センサは、 前記第３および第４の磁気検出素子と、これらの出力を
    減算および増幅する回路を含む信号処理回路とを前記同
    一のシリコン基板の第２のセンサ形成領域に形成するよ
    うにしたことを特徴とする請求項３乃至請求項５または
    請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の電流セン
    サ。