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WO2023053792A1 - 電流センサ、その補正方法、および、複数の電流センサの補正方法 - Google Patents

電流センサ、その補正方法、および、複数の電流センサの補正方法 Download PDF

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Publication number
WO2023053792A1
WO2023053792A1 PCT/JP2022/031865 JP2022031865W WO2023053792A1 WO 2023053792 A1 WO2023053792 A1 WO 2023053792A1 JP 2022031865 W JP2022031865 W JP 2022031865W WO 2023053792 A1 WO2023053792 A1 WO 2023053792A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
detection element
magnetic detection
bus bar
measured
magnetic
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/031865
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
潤哉 菰田
辰樹 前多
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2023550460A priority Critical patent/JPWO2023053792A1/ja
Priority to DE112022004664.3T priority patent/DE112022004664T5/de
Priority to CN202280065260.XA priority patent/CN118043682A/zh
Publication of WO2023053792A1 publication Critical patent/WO2023053792A1/ja
Priority to US18/607,619 priority patent/US20240219428A1/en

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Definitions

  • the present invention relates to a current sensor, its correction method, and a correction method for a plurality of current sensors.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-195427 is a prior document that discloses the configuration of a current measuring device.
  • a current measuring device disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of magnetic sensors and signal processing means.
  • the signal processing means calculates the value of the current flowing through the conductor to be measured based on the output signal reflecting the difference in current sensitivity of the magnetic sensor.
  • an external magnetic field can be canceled only when a uniform external magnetic field acts on a plurality of magnetic sensors.
  • the present invention has been made in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide a current sensor, a correction method thereof, and a correction method for a plurality of current sensors that can measure well.
  • a current sensor includes a busbar to be measured, an adjacent busbar, a first magnetic detection element and a second magnetic detection element, a processing circuit, and a signal terminal.
  • a current to be measured flows through the bus bar to be measured.
  • the adjacent busbar is arranged adjacent to and spaced from the measured busbar in the first direction.
  • Each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element faces the bus bar to be measured with a gap in a second direction orthogonal to the first direction, and detects the magnetic field generated by the current flowing through the bus bar to be measured.
  • a magnetic field component in a first direction is detected.
  • a processing circuit is electrically connected to each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element, and processes detection signals from each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element.
  • the signal terminal is electrically connected to the processing circuit and outputs an output signal obtained by processing the detection signal by the processing circuit.
  • the distance in the second direction between the second magnetic detection element and the bus bar to be measured is greater than the distance in the second direction between the first magnetic detection element and the bus bar to be measured.
  • the processing circuit mutually cancels detected values of the magnetic field components in the first direction of the external magnetic field generated from the adjacent bus bars of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element, while canceling each other.
  • the value of the current flowing through the busbar to be measured is calculated from the difference between the absolute values of the detected values of the magnetic field component in the first direction of the magnetic field generated by the current flowing through the busbar to be measured.
  • the external magnetic field can be canceled and the value of the current to be measured can be accurately measured.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a plurality of current sensors according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a side view of the plurality of current sensors in FIG. 1 as viewed in the direction of arrow II
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 2 as viewed in the direction of arrows on line III-III.
  • FIG. 3 is a perspective view of the current sensor of FIG. 2 as seen from the arrow IV direction
  • FIG. 5 is a plan view of the current sensor of FIG. 4 as seen from the direction of arrow V;
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing magnetic fields acting on each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element when current flows through the plurality of bus bars to be measured in the plurality of current sensors according to Embodiment 1 of the present invention
  • 4 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the first magnetic detection element, the second magnetic detection element, and the processing circuit in the plurality of current sensors according to Embodiment 1 of the present invention
  • the value of the current flowing through each of the first to third bus bars when the current is flowing through each of the first to third bus bars, and the first magnetic detection element and the second magnetic detection element of the second current sensor is a graph showing the relationship between each detected magnetic field strength.
  • the value of the current flowing through each of the first to third bus bars when the current is flowing through each of the first to third bus bars, and the first magnetic detection element and the second magnetic detection element of the second current sensor is a graph showing the relationship between the respective output values of .
  • a differential output value between an output value due to the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element before correction and an output value due to the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element, and an output due to the magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element before correction. 10 is a graph showing a difference output value between the value and the output value by the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element.
  • a differential output value between the corrected output value by the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element and the output value by the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element, and the corrected output by the magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element 10 is a graph showing a difference output value between the value and the output value by the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element.
  • FIG. 5 is a flow chart showing a method of sequentially correcting a plurality of current sensors
  • FIG. 9 is a plan view showing the arrangement relationship among the bus bar to be measured, the first magnetic detection element, and the second magnetic detection element in the current sensor according to Embodiment 2 of the present invention
  • 15. It is the side view which looked at the arrangement
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship among the busbar to be measured, the first magnetic detection element, and the second magnetic detection element in the current sensor according to the modification of Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 18 is a front view of the layout relationship of FIG. 17 viewed from the direction of arrow XVIII; FIG.
  • FIG. 18 is a side view of the layout relationship of FIG. 17 viewed from the direction of arrow XIX;
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship among the busbar to be measured, the first magnetic detection element, and the second magnetic detection element in the current sensor according to Embodiment 3 of the present invention;
  • FIG. 21 is a side view of the layout relationship of FIG. 20 viewed from the direction of arrow XXI;
  • a current sensor, a correction method thereof, and a correction method for a plurality of current sensors according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a plurality of current sensors according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the plurality of current sensors in FIG. 1 as seen from the direction of arrow II.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the current sensor of FIG. 2 as viewed in the direction of arrows III-III.
  • FIG. 4 is a perspective view of the current sensor of FIG. 2 as seen from the direction of arrow IV.
  • 5 is a plan view of the current sensor of FIG. 4 as seen from the direction of arrow V.
  • FIG. 4 and 5 do not show part of the housing, which will be described later.
  • the plurality of current sensors according to Embodiment 1 of the present invention includes a first current sensor 100a, a second current sensor 100b and a third current sensor 100c.
  • the plurality of current sensors includes a plurality of bus bars to be measured which are arranged adjacent to each other at intervals in the first direction (X-axis direction) and through which currents to be measured flow.
  • the first bus bar 110a, the second bus bar 110b, and the third bus bar 110c through which the current to be measured flows are arranged adjacently with a gap in the first direction (X-axis direction).
  • the first busbar 110a, the second busbar 110b and the third busbar 110c are three-phase three-wire busbars.
  • a U-phase alternating current flows through first bus bar 110a
  • a V-phase alternating current flows through second bus bar 110b
  • a W-phase alternating current flows through third bus bar 110c.
  • the first current sensor 100a includes a first bus bar 110a and a magnetic sensor unit 160 spaced apart from the first bus bar 110a in a second direction (Z-axis direction) perpendicular to the first direction (X-axis direction). including.
  • the second current sensor 100b includes a second busbar 110b and a magnetic sensor unit 160 spaced from the second busbar 110b in the second direction (Z-axis direction).
  • the third current sensor 100c includes a third busbar 110c and a magnetic sensor unit 160 spaced from the third busbar 110c in the second direction (Z-axis direction).
  • the three magnetic sensor units 160 are mounted on the substrate 170 at intervals in the first direction (X-axis direction). Note that the three magnetic sensor units 160 are not necessarily mounted on one substrate 170, and at least one magnetic sensor unit 160 out of the three magnetic sensor units 160 is one of the three magnetic sensor units 160.
  • the magnetic sensor unit 160 may be arranged at a different position in the second direction (Z-axis direction).
  • the magnetic sensor unit 160 includes a first magnetic detection element 120 a and a second magnetic detection element 120 b, a processing circuit 130 , a housing 140 , an input terminal 150 and a signal terminal 151 .
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b, and the processing circuit 130 are accommodated in the housing 140.
  • the housing 140 is composed of a base 141 having an accommodation space and a cover 142 .
  • the housing 140 is made of thermoplastic resin such as engineering plastic, or thermosetting resin such as epoxy resin or urethane resin.
  • each of the input terminal 150 and the signal terminal 151 is electrically connected to the processing circuit 130 inside the housing 140 .
  • Each of the input terminal 150 and the signal terminal 151 is drawn out from the inside of the housing 140 and electrically connected to the electric circuit of the board 170 .
  • the input terminal 150 is led out in one of the third directions (Y-axis direction) orthogonal to each of the first direction (X-axis direction) and the second direction (Z-axis direction), and the signal terminal 151 is led out in the third direction (Y-axis direction). It is pulled out in the other direction (Y-axis direction).
  • each of the input terminal 150 and the signal terminal 151 is composed of a lead frame made of a conductive metal such as copper.
  • the base 141 is molded integrally with the lead frame.
  • each of the input terminal 150 and the signal terminal 151 may be composed of one printed circuit board.
  • the core material of the printed circuit board is composed of glass epoxy or thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, melamine resin, or urethane resin.
  • Each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b faces the busbar to be measured with a gap in the second direction (Z-axis direction).
  • the distance in the second direction (Z-axis direction) between the second magnetic detection element 120b and the bus bar to be measured is larger than the distance in the second direction (Z-axis direction) between the first magnetic detection element 120a and the bus bar to be measured.
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b is connected to the second bus bar 110b in the second direction (Z-axis). direction). Specifically, each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b is fixed onto the base 141 of the housing 140 with a die attach film, an insulating adhesive, a conductive adhesive, or the like.
  • the interval in the second direction (Z-axis direction) between the second magnetic detection element 120b and the second bus bar 110b is larger than the interval in the second direction (Z-axis direction) between the first magnetic detection element 120a and the second bus bar 110b. .
  • the position where the second magnetic detection element 120b is mounted is higher than the position where the first magnetic detection element 120a is mounted.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are positioned side by side in the third direction (Y-axis direction). As shown in FIG. 5, the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are located at the center of the second bus bar 110b in the first direction (X-axis direction) when viewed from the second direction (Z-axis direction). overlaps with C.
  • the processing circuit 130 is electrically connected to each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b.
  • the processing circuit 130 is composed of an IC chip such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Note that the first magnetic detection element 120a, the second magnetic detection element 120b, and the processing circuit 130 may be configured by one IC chip.
  • the processing circuit 130 is fixed on the base 141 of the housing 140 by a die attach film, an insulating adhesive, a conductive adhesive, or the like.
  • the processing circuit 130 is electrically connected to the input terminal 150 and supplied with driving power.
  • the processing circuit 130 processes detection signals from each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b.
  • the processing circuit 130 is electrically connected to a signal terminal 151 , and an output signal obtained by processing the detection signal by the processing circuit 130 is output from the signal terminal 151 .
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b and the processing circuit 130 are electrically connected to each other by wire bonding.
  • Each of input terminal 150 and signal terminal 151 and processing circuit 130 are electrically connected to each other by wire bonding.
  • the processing circuit 130 may be electrically connected to a lead frame or printed circuit board by flip-chip mounting.
  • the first magnetic detection element 120a, the second magnetic detection element 120b and the processing circuit 130 are coated with a coating material such as silicone resin or epoxy resin. Note that when the magnetic sensor unit 160 is configured by a transfer mold package, the first magnetic detection element 120a, the second magnetic detection element 120b, and the processing circuit 130 are sealed with mold resin.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a magnetic field acting on each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element when current flows through the plurality of bus bars to be measured in the plurality of current sensors according to the first embodiment of the present invention; is.
  • FIG. 6 illustrates the second current sensor 100b.
  • the current I flowing through each of the first busbar 110a, the second busbar 110b and the third busbar 110c flows along the third direction (Y-axis direction).
  • current I2 flowing through second bus bar 110b and current I3 flowing through third bus bar 110c each flow in one of the third directions (Y-axis direction).
  • the current I1 flowing through the first bus bar 110a flows in the other direction in the third direction (Y-axis direction).
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b detects the magnetic field component in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field.
  • the current I2 to be measured flows through the second bus bar 110b, and the current I1 flows through the first bus bar 110a, which is the adjacent bus bar.
  • a current I3 flows through the third bus bar 110c.
  • the distance H2 between the second magnetic detection element 120b and the second bus bar 110b in the second direction (Z-axis direction) is equal to the distance H1 between the first magnetic detection element 120a and the second bus bar 110b in the second direction (Z-axis direction). greater than Therefore, in the magnetic field generated by the current I2 flowing through the second bus bar 110b, the magnetic field component B1 in the first direction (X-axis direction) acting on the first magnetic sensing element 120a is the first magnetic field component B1 acting on the second magnetic sensing element 120b. It becomes larger than the magnetic field component B2 in the direction (X-axis direction).
  • the first direction (X (axis direction) magnetic field component Bn2 becomes larger than the magnetic field component Bn1 in the first direction (X-axis direction) acting on the first magnetic detecting element 120a.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the first magnetic detection element, the second magnetic detection element, and the processing circuit in the plurality of current sensors according to Embodiment 1 of the present invention.
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b has a Wheatstone bridge type bridge circuit composed of four TMR (Tunnel Magneto Resistance) elements.
  • TMR Tunnelnel Magneto Resistance
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b is a bridge circuit composed of a magnetoresistive element such as a GMR (Giant Magneto Resistance) element or an AMR (Anisotropic Magneto Resistance) element instead of the TMR element. may have.
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b may have a half-bridge circuit composed of two magnetoresistive elements. Furthermore, each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b may be a Hall element. Also, an IC may be incorporated in each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b.
  • each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b has a sensitivity axis directed in one of the first directions (X-axis direction).
  • An odd function that outputs a positive value when a magnetic field component facing one of the first directions (X-axis direction) is detected, and outputs a negative value when a magnetic field component facing the other of the first direction (X-axis direction) is detected. It has input/output characteristics.
  • the processing circuit 130 includes a first operational amplifier 131 a , a second operational amplifier 131 b and a third operational amplifier 132 .
  • the first operational amplifier 131a is a differential amplifier and is electrically connected to each of the first magnetic detection element 120a and the third operational amplifier 132 .
  • the sensitivity of the first magnetic detection element 120a can be adjusted by the first operational amplifier 131a.
  • the second operational amplifier 131b is a differential amplifier and is electrically connected to each of the second magnetic detection element 120b and the third operational amplifier 132.
  • the sensitivity of the second magnetic detection element 120b can be adjusted by the second operational amplifier 131b.
  • the third operational amplifier 132 is a differential amplifier. Note that when the directions of the sensitivity axes of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are opposite to each other, the third operational amplifier 132 is a summing amplifier. The third operational amplifier 132 can adjust the sensitivity of the second current sensor 100b.
  • FIG. 8 shows the value of the current flowing through each of the first bus bar and the third bus bar when the current is flowing only through the first bus bar and the third bus bar, and the values of the first magnetic detecting element and the second magnetic detecting element of the second current sensor.
  • 4 is a graph showing the relationship between magnetic field intensity detected by each magnetic detection element;
  • the vertical axis indicates the detected magnetic field intensity of each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element, and the horizontal axis indicates the value of the current flowing through each of the first bus bar and the third bus bar.
  • a solid line L1 indicates the magnetic field strength detected by the first magnetic detection element, and a dotted line L2 indicates the magnetic field strength detected by the second magnetic detection element.
  • the first magnetic field acting on the second magnetic detection element 120b The magnetic field component Bn2 in the direction (X-axis direction) becomes larger than the magnetic field component Bn1 in the first direction (X-axis direction) acting on the first magnetic detecting element 120a.
  • the detected magnetic field strength of the magnetic field component Bn2 in the first direction (X-axis direction) of the external magnetic field acting on the second magnetic detection element 120b is the external magnetic field acting on the first magnetic detection element 120a. is greater than the detected magnetic field strength of the magnetic field component Bn1 in the first direction (X-axis direction).
  • the processing circuit 130 controls the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b so that the detected value of the magnetic field component in the first direction (X-axis direction) of the external magnetic field is the same. 1 Correct the sensitivity of the magnetic detection element 120a.
  • the processing circuit 130 causes the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b to be externally amplified as indicated by arrow G in FIG.
  • the sensitivity of the first magnetic detection element 120a is increased so that the detected values of the magnetic field components in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field are the same. That is, the sensitivity of the first magnetic detection element 120a is increased by (Bn2/Bn1). Note that the relationship (Bn2/Bn1)>1 is satisfied. Since the strength of the magnetic field generated with respect to the value of the current flowing through the busbar increases linearly, Bn2/Bn1 is a constant.
  • FIG. 9 shows the value of the current flowing through the second bus bar and the detected magnetic field intensity of each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element of the second current sensor when the current is flowing only through the second bus bar.
  • the vertical axis indicates the magnetic field intensity detected by each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element
  • the horizontal axis indicates the value of the current flowing through the second bus bar.
  • a solid line L3 indicates the detected magnetic field strength of the first magnetic detection element before correction
  • a dotted line L4 indicates the detected magnetic field strength of the second magnetic detection element
  • a dashed line L5 indicates the detected magnetic field strength of the first magnetic detection element after correction.
  • the magnetic field component B1 in the first direction (X-axis direction) acting on the first magnetic detection element 120a 120b is larger than the magnetic field component B2 in the first direction (X-axis direction) acting on 120b.
  • the detected magnetic field intensity of the magnetic field component B1 in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field acting on the first magnetic sensing element 120a before correction acts on the second magnetic sensing element 120b. It is greater than the detected magnetic field strength of the magnetic field component B2 in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field. Further, the detected magnetic field strength of the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element 120a corrected to increase the sensitivity as indicated by arrow G is higher than the detected magnetic field strength of the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element 120a before correction. (Bn2/Bn1) times larger.
  • FIG. 10 shows the value of the current flowing through each of the first to third bus bars, the first magnetic detection element of the second current sensor, and the third bus bar when the current is flowing through each of the first to third bus bars.
  • 2 is a graph showing the relationship between detected magnetic field intensity of each of the two magnetic detection elements;
  • the vertical axis indicates the detected magnetic field intensity of each of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element, and the horizontal axis indicates the value of the current flowing through each of the first to third bus bars.
  • the magnetic field strength detected by the first magnetic detection element after correction is indicated by a thin solid line L6
  • the magnetic field strength detected by the second magnetic detection element is indicated by a chain double-dashed line L7
  • the magnetic field strength detected by the first magnetic detection element after correction and the second magnetic field are shown.
  • a thick solid line L8 indicates the difference from the magnetic field intensity detected by the detection element.
  • the detected magnetic field intensity of the magnetic field component (B1+Bn1) in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field acting on the first magnetic sensing element 120a after correction acts on the second magnetic sensing element 120b. It is greater than the detected magnetic field intensity of the magnetic field component (B2+Bn2) in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field.
  • the value of the current I2 to be measured is calculated by calculating the difference between the detected magnetic field intensity of the first magnetic detection element 120a and the detected magnetic field intensity of the second magnetic detection element 120b after correction.
  • the third operational amplifier 132 calculates the difference between the output value of the first operational amplifier 131a and the output value of the second operational amplifier 131b.
  • the detected magnetic field strength of the magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element 120a after the correction becomes the same as the detected magnetic field strength of the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element 120b, and they are canceled by each other.
  • An external magnetic field can be canceled.
  • the first bus bar 110a and the third bus bar 110c, which are adjacent bus bars, are arranged so as to satisfy the relationship (Bn2/Bn1)>1, the difference output value from the processing circuit 130 increases. , the S/N ratio can be improved.
  • the processing circuit 130 controls the first direction ( X-axis direction) of the magnetic field generated by the current I2 flowing through the second bus bar 110b, which is the measured bus bar of each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b, while mutually canceling the detected values of the magnetic field components.
  • the value of the current I2 flowing through the second bus bar 110b, which is the bus bar to be measured, is calculated from the difference between the absolute values of the detected magnetic field components in the first direction (X-axis direction).
  • FIG. 11 shows the value of the current flowing through each of the first to third bus bars, the value of the current flowing through each of the first to third bus bars, the first magnetic detection element of the second current sensor, and the third bus bar.
  • 2 is a graph showing the relationship between output values of two magnetic detection elements;
  • the vertical axis represents the output value (V) of each of the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element, and the horizontal axis represents the current value (A) flowing through each of the first to third bus bars.
  • a solid line indicates the output value of the first magnetic detection element, and a dotted line indicates the output value of the second magnetic detection element.
  • the output value of the first magnetic detection element 120a before correction became larger than the output value of the second magnetic detection element 120b.
  • FIG. 12 shows the difference output value between the output value of the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element before correction and the output value of the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element, and the magnetic field of the first magnetic detection element before correction.
  • 4 is a graph showing a differential output value between an output value by a component Bn1 and an output value by a magnetic field component Bn2 of a second magnetic sensing element;
  • the vertical axis indicates the differential output value (V)
  • the horizontal axis indicates the current value (A) flowing through each of the first to third bus bars.
  • a solid line represents the difference output value between the output value of the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element before correction and the output value of the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element, and the magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element before correction.
  • the dotted line indicates the differential output value between the output value of Bn2 and the output value of the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element.
  • the difference output value between the output value due to the magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element 120a before correction and the output value due to the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element 120b is not constant. , the effect of the external magnetic field could not be canceled.
  • FIG. 13 shows the difference output value between the corrected output value by the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element and the output value by the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element, and the magnetic field of the first magnetic detection element after correction.
  • 4 is a graph showing a differential output value between an output value by a component Bn1 and an output value by a magnetic field component Bn2 of a second magnetic sensing element;
  • the vertical axis indicates the differential output value (V)
  • the horizontal axis indicates the current value (A) flowing through each of the first to third bus bars.
  • the solid line represents the difference output value between the corrected output value by the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element and the output value by the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element, and the corrected magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element.
  • the dotted line indicates the differential output value between the output value of Bn2 and the output value of the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element.
  • the difference output value between the corrected output value due to the magnetic field component Bn1 of the first magnetic detection element 120a and the output value due to the magnetic field component Bn2 of the second magnetic detection element 120b becomes constant at 0. It was possible to cancel the influence of the external magnetic field.
  • the difference output value between the corrected output value due to the magnetic field component B1 of the first magnetic detection element and the output value due to the magnetic field component B2 of the second magnetic detection element increases, and the S/N ratio increases. could be improved.
  • the current sensor according to the present embodiment cancels the external magnetic field even when a nonuniform external magnetic field acts on the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b. It was confirmed that the target current value could be measured with high accuracy.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are positioned side by side in the third direction (Y-axis direction). Thereby, each of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b and the processing circuit 130 can be easily connected by wires.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are arranged in the first direction (X-axis direction) of the second bus bar 110b when viewed from the second direction (Z-axis direction). It overlaps with the central part C in . As a result, the influence of the external magnetic field can be reduced, and the value of the current to be measured can be measured with higher accuracy.
  • the method for correcting the second current sensor 100b has been described as an example, but the method for sequentially correcting the first current sensor 100a, the second current sensor 100b, and the third current sensor 100c will be described.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a method of sequentially correcting a plurality of current sensors.
  • a current is passed through the second bus bar 110b (step S1).
  • the first current sensor 100a and the third current sensor 100c are sensitive to the magnetic field generated by the current flowing through the second bus bar 110b.
  • Each output value of the third current sensor 100c is set to 0 (step S2).
  • a current is passed through each of the first bus bar 110a and the third bus bar 110c (step S3).
  • the output of the second current sensor 100b with respect to the magnetic field generated by the current flowing through each of the first bus bar 110a and the third bus bar 110c The value is set to 0 (step S4).
  • the current sensor when a current flows through the second bus bar 110b, which is one of the plurality of bus bars to be measured, the current sensor is adjacent to the second bus bar 110b.
  • the first current sensor 100a including the first busbar 110a, which is another busbar to be measured by correcting the sensitivity of the first magnetic detection element 120a, the current flowing through the second busbar 110b in the first current sensor 100a generates A first step (steps S1 and S2) is performed to set the detected value of the magnetic field component in the first direction (X-axis direction) of the magnetic field to zero.
  • the second bus bar 110b which is one of the plurality of bus bars to be measured
  • the second bus bar to be measured adjacent to the second bus bar 110b.
  • the third current sensor 100c including three busbars 110c as well, by correcting the sensitivity of the first magnetic detection element 120a, the first direction (X-axis direction) is set to 0. If only two bus bars to be measured are arranged, the third current sensor 100c is not corrected.
  • Step S3, Step S3, S4 when a current is passed through each of the first bus bar 110a and the third bus bar 110c, the sensitivity of the first magnetic detection element 120a is corrected in the second current sensor 100b including the second bus bar 110b.
  • a second step (Step S3, Step S3, S4) is performed.
  • the third bus bar 110c does not exist, so that in the second step, current is passed through the first bus bar 110a.
  • the first current sensor 100a to the third current sensor 100c may be adjusted to a desired sensitivity.
  • a method of correcting the sensitivity of the first magnetic detection element 120a for example, a method of cutting a fuse connected to the first operational amplifier 131a in the processing circuit 130 to change the resistance value of the circuit may be used.
  • a method of changing the amplification factor of the first operational amplifier 131a by an amplifier circuit in the processing circuit 130 may be used.
  • the value of the current to be measured flowing through each of the plurality of busbars to be measured is accurately measured by each of the plurality of current sensors while suppressing the mutual influence of the plurality of busbars to be measured that are arranged adjacent to each other. can do.
  • Embodiment 2 A current sensor according to Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the current sensor according to Embodiment 2 of the present invention differs from the current sensor according to Embodiment 1 of the present invention in the arrangement of the first magnetic detection element and the second magnetic detection element. The description of the configuration similar to is not repeated.
  • FIG. 15 is a plan view showing the arrangement relationship among the busbar to be measured, the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the current sensor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 16 is a side view of the arrangement relationship of FIG. 15 viewed from the direction of arrow XVI. Housing 240 is not shown in FIG.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic The detection elements 120b are positioned so as to overlap each other when viewed from the second direction (Z-axis direction).
  • the first magnetic detection element 120a is positioned between the busbar to be measured and the second magnetic detection element 120b.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are housed in the housing 240. As shown in FIG.
  • the distance H2 between the second magnetic detection element 120b and the bus bar under measurement in the second direction (Z-axis direction) is greater than the distance H1 between the first magnetic detection element 120a and the bus bar under measurement in the second direction (Z-axis direction).
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b overlap each other when viewed from the second direction (Z-axis direction).
  • the housing 240 can be made smaller.
  • the positions of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are aligned in the first direction (X-axis direction). If at least a part of each of the detection elements 120b overlaps each other in the second direction (Z-axis direction), the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are positioned in the first direction (X-axis direction). may be offset from each other.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are arranged such that the magnetosensitive surfaces of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are along the XY plane.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b may be arranged such that the magnetic sensing surfaces of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are arranged along the XZ plane.
  • FIG. 17 is a plan view showing the arrangement relationship among the busbar to be measured, the first magnetic detection element, and the second magnetic detection element in the current sensor according to the modification of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a front view of the layout relationship of FIG. 17 viewed from the direction of arrow XVIII.
  • 19 is a side view of the arrangement relationship in FIG. 17 viewed from the direction of arrow XIX.
  • Board 170 and housing 241 are not shown in FIG.
  • the first magnetic detection element 120a and the The magnetic sensing surface of each of the second magnetic detection elements 120b is arranged along the XZ plane, and the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are arranged from the second direction (Z-axis direction). Look, they are located on top of each other.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are accommodated in the housing 241. As shown in FIG.
  • the spacing in the second direction (Z-axis direction) between the second magnetic detection element 120b and the busbar to be measured is larger than the spacing in the second direction (Z-axis direction) between the first magnetic detection element 120a and the busbar to be measured.
  • Embodiment 2 of the present invention after the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are arranged side by side on a lead frame and sealed with resin, the terminal portion of the lead frame is bent to form the substrate 170. As shown in FIGS. 17 to 19, the first magnetic sensing element 120a and the second magnetic sensing element 120b are bonded together such that the magnetosensitive surfaces of the first magnetic sensing element 120a and the second magnetic sensing element 120b are aligned along the XZ plane. and a second magnetic detection element 120b.
  • This modification does not require complicated processing such as providing a step in the lead frame for differentiating the positions of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b in the second direction (Z-axis direction). can be
  • Embodiment 3 A current sensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to the drawings. Since the current sensor according to Embodiment 3 of the present invention differs from the current sensor according to Embodiment 2 of the present invention in the arrangement of the second magnetic detection element, the configuration is the same as that of the current sensor according to Embodiment 2 of the present invention. does not repeat the description.
  • FIG. 20 is a plan view showing the arrangement relationship among the busbar to be measured, the first magnetic detection element and the second magnetic detection element in the current sensor according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 21 is a side view of the arrangement relationship in FIG. 20 viewed from the direction of arrow XXI.
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic The detection elements 120b are positioned so as to overlap each other when viewed from the second direction (Z-axis direction).
  • the bus bar to be measured is positioned between the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b.
  • the distance H2 between the second magnetic detection element 120b and the bus bar under measurement in the second direction (Z-axis direction) is greater than the distance H1 between the first magnetic detection element 120a and the bus bar under measurement in the second direction (Z-axis direction).
  • the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are arranged on both sides of the bus bar to be measured in the second direction (Z-axis direction). ), by arranging them so as to overlap each other, the degree of freedom in arrangement of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b can be increased.
  • the positions of the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are aligned in the first direction (X-axis direction). If at least a part of each of the detection elements 120b overlaps each other in the second direction (Z-axis direction), the first magnetic detection element 120a and the second magnetic detection element 120b are positioned in the first direction (X-axis direction). may be offset from each other.

Landscapes

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Abstract

第２磁気検出素子(１２０ｂ)と被測定バスバー(１１０ｂ)との第２方向における間隔は、第１磁気検出素子(１２０ａ)と被測定バスバー(１１０ｂ)との第２方向における間隔より大きい。処理回路は、第１磁気検出素子(１２０ａ)および第２磁気検出素子(１２０ｂ)の各々の、隣接バスバー(１１０ａ，１１０ｃ)から発生する外部磁界の第１方向の磁界成分の検出値を互いに減殺しつつ、第１磁気検出素子(１２０ａ)および第２磁気検出素子(１２０ｂ)の各々の被測定バスバー(１１０ｂ)を流れる電流により発生する磁界の第１方向の磁界成分の検出値の絶対値の差分から被測定バスバー(１１０ｂ)を流れる電流の値を算出する。

Description

電流センサ、その補正方法、および、複数の電流センサの補正方法
　本発明は、電流センサ、その補正方法、および、複数の電流センサの補正方法に関する。
　電流測定装置の構成を開示した先行文献として、特開２００５－１９５４２７号公報(特許文献１)がある。特許文献１に開示された電流測定装置は、複数の磁気センサと、信号処理手段とを備える。信号処理手段は、磁気センサの電流感度の差異が反映された出力信号に基づいて、被測定導体に流れる電流の値を算出する。
特開２００５－１９５４２７号公報
　特許文献１に記載の電流測定装置においては、複数の磁気センサに一様な外部磁界が作用した場合にのみ、外部磁界をキャンセルすることができる。
　本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、複数の磁気検出素子に非一様な外部磁界が作用した場合にも、外部磁界をキャンセルして測定対象の電流の値を精度よく測定することができる、電流センサ、その補正方法、および、複数の電流センサの補正方法を提供することを目的とする。
　本発明に基づく電流センサは、被測定バスバーと、隣接バスバーと、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と、処理回路と、信号端子とを備える。被測定バスバーには、測定対象の電流が流れる。隣接バスバーは、被測定バスバーに対して第１方向に間隔をあけて隣接配置されている。第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々は、被測定バスバーに上記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて対向しつつ被測定バスバーを流れる上記電流により発生する磁界の上記第１方向の磁界成分を検出する。処理回路は、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々と電気的に接続され、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々からの検出信号を処理する。信号端子は、処理回路と電気的に接続され、上記検出信号が処理回路によって処理された出力信号を出力する。第２磁気検出素子と被測定バスバーとの上記第２方向における間隔は、第１磁気検出素子と被測定バスバーとの上記第２方向における間隔より大きい。処理回路は、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の、隣接バスバーから発生する外部磁界の上記第１方向の磁界成分の検出値を互いに減殺しつつ、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の被測定バスバーを流れる上記電流により発生する磁界の上記第１方向の磁界成分の検出値の絶対値の差分から被測定バスバーを流れる上記電流の値を算出する。
　本発明によれば、複数の磁気検出素子に非一様な外部磁界が作用した場合にも、外部磁界をキャンセルして測定対象の電流の値を精度よく測定することができる。
本発明の実施形態１に係る複数の電流センサの構成を示す斜視図である。 図１の複数の電流センサを矢印ＩＩ方向から見た側面図である。 図２の電流センサをＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図２の電流センサを矢印ＩＶ方向から見た斜視図である。 図４の電流センサを矢印Ｖ方向から見た平面図である。 本発明の実施形態１に係る複数の電流センサにおいて複数の被測定バスバーに電流が流れた際に第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々に作用する磁界を示す模式図である。 本発明の実施形態１に係る複数の電流センサにおける、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と処理回路との回路構成を示す回路図である。 第１バスバーおよび第３バスバーのみに電流が流れているときの、第１バスバーおよび第３バスバーの各々を流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度との関係を示すグラフである。 第２バスバーのみに電流が流れているときの、第２バスバーを流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度との関係を示すグラフである。 第１バスバー～第３バスバーの各々に電流が流れているときの、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度との関係を示すグラフである。 第１バスバー～第３バスバーの各々に電流が流れているときの、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の出力値との関係を示すグラフである。 補正前の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値、および、補正前の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値を示すグラフである。 補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値、および、補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値を示すグラフである。 複数の電流センサについて順次補正する方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係る電流センサにおける被測定バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置関係を示す平面図である。 図１５の配置関係を矢印ＸＶＩ方向から見た側面図である。 本発明の実施形態２の変形例に係る電流センサにおける被測定バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置関係を示す平面図である。 図１７の配置関係を矢印ＸＶＩＩＩ方向から見た正面図である。 図１７の配置関係を矢印ＸＩＸ方向から見た側面図である。 本発明の実施形態３に係る電流センサにおける被測定バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置関係を示す平面図である。 図２０の配置関係を矢印ＸＸＩ方向から見た側面図である。
　以下、本発明の各実施形態に係る電流センサ、その補正方法、および、複数の電流センサの補正方法について図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
　(実施形態１)
　図１は、本発明の実施形態１に係る複数の電流センサの構成を示す斜視図である。図２は、図１の複数の電流センサを矢印ＩＩ方向から見た側面図である。図３は、図２の電流センサをＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図４は、図２の電流センサを矢印ＩＶ方向から見た斜視図である。図５は、図４の電流センサを矢印Ｖ方向から見た平面図である。図４および図５においては、後述するハウジングの一部を図示していない。
　図１～図５に示すように、本発明の実施形態１に係る複数の電流センサは、第１電流センサ１００ａ、第２電流センサ１００ｂおよび第３電流センサ１００ｃを含む。
　複数の電流センサは、第１方向(Ｘ軸方向)に間隔をあけて隣接配置されて測定対象の電流が流れる複数の被測定バスバーを備える。具体的には、測定対象の電流が流れる、第１バスバー１１０ａ、第２バスバー１１０ｂおよび第３バスバー１１０ｃが、第１方向(Ｘ軸方向)に間隔をあけて隣接配置されている。第１バスバー１１０ａ、第２バスバー１１０ｂおよび第３バスバー１１０ｃは、３相３線式のバスバーである。たとえば、第１バスバー１１０ａにＵ相の交流電流が流れ、第２バスバー１１０ｂにＶ相の交流電流が流れ、第３バスバー１１０ｃにＷ相の交流電流が流れる。
　第１電流センサ１００ａは、第１バスバー１１０ａ、および、第１バスバー１１０ａに第１方向(Ｘ軸方向)と直交する第２方向(Ｚ軸方向)に間隔をあけて配置された磁気センサユニット１６０を含む。第２電流センサ１００ｂは、第２バスバー１１０ｂ、および、第２バスバー１１０ｂに第２方向(Ｚ軸方向)に間隔をあけて配置された磁気センサユニット１６０を含む。第３電流センサ１００ｃは、第３バスバー１１０ｃ、および、第３バスバー１１０ｃに第２方向(Ｚ軸方向)に間隔をあけて配置された磁気センサユニット１６０を含む。
　３つの磁気センサユニット１６０は、第１方向(Ｘ軸方向)に互いに間隔をあけて基板１７０上に実装されている。なお、３つの磁気センサユニット１６０は、必ずしも１つの基板１７０上に実装されていなくてもよく、３つの磁気センサユニット１６０のうちの少なくとも１つの磁気センサユニット１６０は、３つの磁気センサユニット１６０のうちの他の磁気センサユニット１６０とは、第２方向(Ｚ軸方向)において異なる位置に配置されていてもよい。磁気センサユニット１６０は、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂと、処理回路１３０と、ハウジング１４０と、入力端子１５０と、信号端子１５１とを含む。
　第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂと、処理回路１３０とは、ハウジング１４０内に収容されている。本実施形態においては、ハウジング１４０は、収容空間を有するベース１４１と、カバー１４２とから構成されている。ハウジング１４０は、エンジニアリングプラスチックなどの熱可塑性樹脂、または、エポキシ樹脂もしくはウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂で構成されている。
　図４に示すように、入力端子１５０および信号端子１５１の各々は、ハウジング１４０の内側において、処理回路１３０と電気的に接続されている。入力端子１５０および信号端子１５１の各々は、ハウジング１４０の内側から外側に引き出されており、基板１７０の電気回路と電気的に接続されている。入力端子１５０は、第１方向(Ｘ軸方向)および第２方向(Ｚ軸方向)の各々に直交する第３方向(Ｙ軸方向)の一方に引き出されており、信号端子１５１は、第３方向(Ｙ軸方向)の他方に引き出されている。
　本実施形態においては、入力端子１５０および信号端子１５１の各々は、銅などの導電性金属から形成されたリードフレームで構成されている。磁気センサユニット１６０がプリモールドパッケージで構成されている場合は、リードフレームにベース１４１が一体で成型される。
　なお、入力端子１５０および信号端子１５１の各々は、１枚のプリント基板で構成されていてもよい。プリント基板のコア材は、ガラスエポキシ、または、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂もしくはウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂で構成される。
　第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、被測定バスバーに第２方向(Ｚ軸方向)に間隔をあけて対向している。第２磁気検出素子１２０ｂと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔は、第１磁気検出素子１２０ａと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔より大きい。
　図３～図５に示すように、第２電流センサ１００ｂを例示して説明すると、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、第２バスバー１１０ｂに第２方向(Ｚ軸方向)に間隔をあけて対向している。具体的には、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、ハウジング１４０のベース１４１上に、ダイアタッチフィルム、絶縁性接着剤または導電性接着剤などによって固定されている。
　第２磁気検出素子１２０ｂと第２バスバー１１０ｂとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔は、第１磁気検出素子１２０ａと第２バスバー１１０ｂとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔より大きい。具体的には、ベース１４１において、第２磁気検出素子１２０ｂが載置される位置が、第１磁気検出素子１２０ａが載置される位置に比較して高くなっている。
　本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第３方向(Ｙ軸方向)において並んで位置している。図５に示すように、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、第２バスバー１１０ｂの第１方向(Ｘ軸方向)における中心部Ｃと重なっている。
　図４に示すように、処理回路１３０は、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々と電気的に接続されている。処理回路１３０は、ＡＳＩＣ(Application　Specific　Integrated　Circuit)などのＩＣチップで構成されている。なお、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂと処理回路１３０とが、１つのＩＣチップで構成されていてもよい。処理回路１３０は、ハウジング１４０のベース１４１上に、ダイアタッチフィルム、絶縁性接着剤または導電性接着剤などによって固定されている。
　処理回路１３０は、入力端子１５０と電気的に接続されており、駆動用電源が供給される。処理回路１３０は、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々からの検出信号を処理する。処理回路１３０は、信号端子１５１と電気的に接続されており、上記検出信号が処理回路１３０によって処理された出力信号が、信号端子１５１から出力される。
　図４に示すように、本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々と処理回路１３０とは、ワイヤボンディングによって互いに電気的に接続されている。入力端子１５０および信号端子１５１の各々と処理回路１３０とは、ワイヤボンディングによって互いに電気的に接続されている。なお、処理回路１３０は、フリップチップ実装によってリードフレームまたはプリント基板に電気的に接続されてもよい。
　第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂと処理回路１３０とは、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂などの被覆材料によってコーティングされている。なお、磁気センサユニット１６０がトランスファーモールドパッケージで構成されている場合は、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂと処理回路１３０とは、モールド樹脂によって封止されている。
　図６は、本発明の実施形態１に係る複数の電流センサにおいて複数の被測定バスバーに電流が流れた際に第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々に作用する磁界を示す模式図である。図６においては、第２電流センサ１００ｂについて例示して示している。
　図３～図６に示すように、第１バスバー１１０ａ、第２バスバー１１０ｂおよび第３バスバー１１０ｃの各々を流れる電流Ｉは、第３方向(Ｙ軸方向)に沿って流れる。たとえば、図６に示すように、第２バスバー１１０ｂを流れる電流Ｉ２および第３バスバー１１０ｃを流れる電流Ｉ３の各々は、第３方向(Ｙ軸方向)の一方に向けて流れる。第１バスバー１１０ａを流れる電流Ｉ１は、第３方向(Ｙ軸方向)の他方に向けて流れる。
　その結果、第１バスバー１１０ａ、第２バスバー１１０ｂおよび第３バスバー１１０ｃの各々の周囲に磁界が発生する。図５および図６に示すように、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、当該磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分を検出する。
　図６に示すように、第２電流センサ１００ｂについて例示して説明すると、第２バスバー１１０ｂに測定対象の電流Ｉ２が流れ、隣接バスバーである第１バスバー１１０ａに電流Ｉ１が流れ、隣接バスバーである第３バスバー１１０ｃに電流Ｉ３が流れる。
　第２磁気検出素子１２０ｂと第２バスバー１１０ｂとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔Ｈ２は、第１磁気検出素子１２０ａと第２バスバー１１０ｂとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔Ｈ１より大きい。そのため、第２バスバー１１０ｂを流れる電流Ｉ２によって発生する磁界において、第１磁気検出素子１２０ａに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂ１は、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂ２より大きくなる。
　一方、第１バスバー１１０ａを流れる電流Ｉ１によって発生する磁界と第３バスバー１１０ｃを流れる電流Ｉ３によって発生する磁界とを合わせた外部磁界においては、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂｎ２が、第１磁気検出素子１２０ａに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂｎ１より大きくなる。
　図７は、本発明の実施形態１に係る複数の電流センサにおける、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と処理回路との回路構成を示す回路図である。図７に示すように、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、４つのＴＭＲ(Tunnel　Magneto　Resistance)素子からなるホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を有する。なお、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々が、ＴＭＲ素子に代えて、ＧＭＲ(Giant　Magneto　Resistance)素子若しくはＡＭＲ(Anisotropic　Magneto　Resistance)素子などの磁気抵抗素子からなるブリッジ回路を有していてもよい。また、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々が、２つの磁気抵抗素子からなるハーフブリッジ回路を有していてもよい。さらに、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、ホール素子であってもよい。また、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々には、ＩＣが組み込まれていてもよい。
　本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々は、第１方向(Ｘ軸方向)の一方に向いた感度軸を有しており、第１方向(Ｘ軸方向)の一方を向いた磁界成分を検出した場合に正の値で出力し、第１方向(Ｘ軸方向)の他方を向いた磁界成分を検出した場合に負の値で出力する、奇関数入出力特性を有している。
　処理回路１３０は、第１オペアンプ１３１ａ、第２オペアンプ１３１ｂおよび第３オペアンプ１３２を含む。第１オペアンプ１３１ａは、差動増幅器であり、第１磁気検出素子１２０ａおよび第３オペアンプ１３２の各々と電気的に接続されている。第１オペアンプ１３１ａによって、第１磁気検出素子１２０ａの感度を調整することができる。
　第２オペアンプ１３１ｂは、差動増幅器であり、第２磁気検出素子１２０ｂおよび第３オペアンプ１３２の各々と電気的に接続されている。第２オペアンプ１３１ｂによって、第２磁気検出素子１２０ｂの感度を調整することができる。
　本実施形態においては、第３オペアンプ１３２は、差動増幅器である。なお、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の感度軸の方向が互いに逆向きである場合は、第３オペアンプ１３２は、加算増幅器である。第３オペアンプ１３２によって、第２電流センサ１００ｂの感度を調整することができる。
　ここで、処理回路１３０において行なわれる処理について説明する。
　図８は、第１バスバーおよび第３バスバーのみに電流が流れているときの、第１バスバーおよび第３バスバーの各々を流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度との関係を示すグラフである。図８においては、縦軸に、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度、横軸に、第１バスバーおよび第３バスバーの各々を流れる電流の値を示している。また、第１磁気検出素子の検出磁界強度を実線Ｌ１、第２磁気検出素子の検出磁界強度を点線Ｌ２で示している。
　上記のように、第１バスバー１１０ａを流れる電流Ｉ１によって発生する磁界と第３バスバー１１０ｃを流れる電流Ｉ３によって発生する磁界とを合わせた外部磁界においては、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂｎ２が、第１磁気検出素子１２０ａに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂｎ１より大きくなる。
　したがって、図８に示すように、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する外部磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂｎ２の検出磁界強度は、第１磁気検出素子１２０ａに作用する外部磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂｎ１の検出磁界強度より大きくなる。
　そこで、処理回路１３０は、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の、外部磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値が互いに同一となるように、第１磁気検出素子１２０ａの感度を補正する。
　具体的には、処理回路１３０は、第１オペアンプ１３１ａの増幅率を上げることにより、図８の矢印Ｇで示すように、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の、外部磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値が互いに同一となるように、第１磁気検出素子１２０ａの感度を上げる。すなわち、第１磁気検出素子１２０ａの感度を、(Ｂｎ２／Ｂｎ１)倍にする。なお、(Ｂｎ２／Ｂｎ１)＞１の関係を満たす。バスバーを流れる電流の値に対して発生する磁界の強度は一次関数的に増加するため、Ｂｎ２／Ｂｎ１は定数となる。
　図９は、第２バスバーのみに電流が流れているときの、第２バスバーを流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度との関係を示すグラフである。図９においては、縦軸に、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度、横軸に、第２バスバーを流れる電流の値を示している。また、補正前の第１磁気検出素子の検出磁界強度を実線Ｌ３、第２磁気検出素子の検出磁界強度を点線Ｌ４、補正後の第１磁気検出素子の検出磁界強度を一点鎖線Ｌ５で示している。
　上記のように、第２バスバー１１０ｂを流れる測定対象の電流Ｉ２によって発生する磁界において、第１磁気検出素子１２０ａに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂ１は、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂ２より大きくなる。
　したがって、図９に示すように、補正前の第１磁気検出素子１２０ａに作用する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂ１の検出磁界強度は、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分Ｂ２の検出磁界強度より大きくなる。また、矢印Ｇで示すように感度が上がるように補正された第１磁気検出素子１２０ａの磁界成分Ｂ１の検出磁界強度は、補正前の第１磁気検出素子１２０ａの磁界成分Ｂ１の検出磁界強度より(Ｂｎ２／Ｂｎ１)倍大きくなる。
　図１０は、第１バスバー～第３バスバーの各々に電流が流れているときの、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度との関係を示すグラフである。図１０においては、縦軸に、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の検出磁界強度、横軸に、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値を示している。また、補正後の第１磁気検出素子の検出磁界強度を細実線Ｌ６、第２磁気検出素子の検出磁界強度を二点鎖線Ｌ７、補正後の第１磁気検出素子の検出磁界強度と第２磁気検出素子の検出磁界強度との差分を太実線Ｌ８で示している。
　図１０に示すように、補正後の第１磁気検出素子１２０ａに作用する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分(Ｂ１＋Ｂｎ１)の検出磁界強度は、第２磁気検出素子１２０ｂに作用する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分(Ｂ２＋Ｂｎ２)の検出磁界強度より大きくなる。
　処理回路１３０においては、補正後の第１磁気検出素子１２０ａの検出磁界強度と第２磁気検出素子１２０ｂの検出磁界強度との差分を算出することにより、測定対象の電流Ｉ２の値を算出する。具体的には、第３オペアンプ１３２が、第１オペアンプ１３１ａの出力値と第２オペアンプ１３１ｂの出力値との差分を算出する。
　補正後の第１磁気検出素子１２０ａの感度は、上記のように、(Ｂｎ２／Ｂｎ１)倍に上げられているため、補正後の第１磁気検出素子１２０ａの磁界成分(Ｂ１＋Ｂｎ１)の検出磁界強度は、((Ｂ１＋Ｂｎ１)×Ｂｎ２／Ｂｎ１)となる。よって、補正後の第１磁気検出素子１２０ａの検出磁界強度と第２磁気検出素子１２０ｂの検出磁界強度との差分を算出すると、((Ｂ１＋Ｂｎ１)×Ｂｎ２／Ｂｎ１)－(Ｂ２＋Ｂｎ２)＝Ｂ１×Ｂｎ２／Ｂｎ１－Ｂ２となる。
　このように、補正後の第１磁気検出素子１２０ａの磁界成分Ｂｎ１の検出磁界強度が、第２磁気検出素子１２０ｂの磁界成分Ｂｎ２の検出磁界強度と同一となって、互いに減殺されることにより、外部磁界をキャンセルすることができる。また、(Ｂｎ２／Ｂｎ１)＞１の関係を満たすように、隣接バスバーである第１バスバー１１０ａおよび第３バスバー１１０ｃが配置されていることにより、処理回路１３０からの上記の差分出力値が増大し、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
　上記のように、処理回路１３０は、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の、隣接バスバーである第１バスバー１１０ａおよび第３バスバー１１０ｃから発生する外部磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値を互いに減殺しつつ、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の被測定バスバーである第２バスバー１１０ｂを流れる電流Ｉ２により発生する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値の絶対値の差分から被測定バスバーである第２バスバー１１０ｂを流れる電流Ｉ２の値を算出する。
　ここで、本実施形態に係る複数の電流センサにおけるシミュレーション解析結果について説明する。
　図１１は、第１バスバー～第３バスバーの各々に電流が流れているときの、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値と、第２電流センサの第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の出力値との関係を示すグラフである。図１１においては、縦軸に、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の各々の出力値(Ｖ)、横軸に、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値(Ａ)を示している。また、第１磁気検出素子の出力値を実線、第２磁気検出素子の出力値を点線で示している。
　図１１に示すように、補正前の第１磁気検出素子１２０ａの出力値は、第２磁気検出素子１２０ｂの出力値より大きくなった。
　図１２は、補正前の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値、および、補正前の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値を示すグラフである。図１２においては、縦軸に、差分出力値(Ｖ)、横軸に、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値(Ａ)を示している。また、補正前の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値を実線、補正前の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値を点線で示している。
　図１２に示すように、補正前の第１磁気検出素子１２０ａの磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子１２０ｂの磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値は、一定になっておらず、外部磁界の影響をキャンセルできていなかった。
　図１３は、補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値、および、補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値を示すグラフである。図１３においては、縦軸に、差分出力値(Ｖ)、横軸に、第１バスバー～第３バスバーの各々を流れる電流の値(Ａ)を示している。また、補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値を実線、補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値を点線で示している。
　図１３に示すように、補正後の第１磁気検出素子１２０ａの磁界成分Ｂｎ１による出力値と第２磁気検出素子１２０ｂの磁界成分Ｂｎ２による出力値との差分出力値は、０で一定になっており、外部磁界の影響をキャンセルできていた。また、補正前に比較して、補正後の第１磁気検出素子の磁界成分Ｂ１による出力値と第２磁気検出素子の磁界成分Ｂ２による出力値との差分出力値が増大し、Ｓ／Ｎ比を向上することができていた。
　上記のシミュレーション解析結果から、本実施形態に係る電流センサは、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂに非一様な外部磁界が作用した場合にも、外部磁界をキャンセルして測定対象の電流の値を精度よく測定することができることが確認できた。
　本実施形態に係る電流センサにおいては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第３方向(Ｙ軸方向)において並んで位置している。これにより、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々と処理回路１３０とをワイヤによって容易に接続することができる。
　本実施形態に係る電流センサにおいては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、第２バスバー１１０ｂの第１方向(Ｘ軸方向)における中心部Ｃと重なっている。これにより、外部磁界の影響を低減して、測定対象の電流の値をより精度よく測定することができる。
　上記においては、第２電流センサ１００ｂについて補正する方法を例示して説明したが、第１電流センサ１００ａ、第２電流センサ１００ｂおよび第３電流センサ１００ｃについて、順次補正する方法について説明する。
　図１４は、複数の電流センサについて順次補正する方法を示すフローチャートである。図１４に示すように、まず、第２バスバー１１０ｂに電流を流す(工程Ｓ１)。その状態で、第１電流センサ１００ａおよび第３電流センサ１００ｃの各々において第１磁気検出素子１２０ａの感度を調整することにより、第２バスバー１１０ｂを流れる電流によって発生する磁界に対する第１電流センサ１００ａおよび第３電流センサ１００ｃの各々の出力値を０にする(工程Ｓ２)。
　次に、第１バスバー１１０ａおよび第３バスバー１１０ｃの各々に電流を流す(工程Ｓ３)。その状態で、第２電流センサ１００ｂにおいて第１磁気検出素子１２０ａの感度を調整することにより、第１バスバー１１０ａおよび第３バスバー１１０ｃの各々を流れる電流によって発生する磁界に対する第２電流センサ１００ｂの出力値を０にする(工程Ｓ４)。
　上記のように、本実施形態に係る複数の電流センサにおいては、複数の被測定バスバーのうちの一の被測定バスバーである第２バスバー１１０ｂに電流を流した際に、第２バスバー１１０ｂに隣接する他の被測定バスバーである第１バスバー１１０ａを含む第１電流センサ１００ａにおいて、第１磁気検出素子１２０ａの感度を補正することにより、第１電流センサ１００ａにおける第２バスバー１１０ｂを流れる電流によって発生する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値を０にする、第１工程(工程Ｓ１，Ｓ２)を行なう。
　さらに、第１工程において、複数の被測定バスバーのうちの一の被測定バスバーである第２バスバー１１０ｂに電流を流した際に、第２バスバー１１０ｂに隣接するさらに他の被測定バスバーである第３バスバー１１０ｃ含む第３電流センサ１００ｃにおいても、第１磁気検出素子１２０ａの感度を補正することにより、第３電流センサ１００ｃにおける第２バスバー１１０ｂを流れる電流によって発生する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値を０にする。なお、被測定バスバーが２つのみ配置されている場合は、この第３電流センサ１００ｃの補正は行なわれない。
　次に、第１バスバー１１０ａおよび第３バスバー１１０ｃの各々に電流を流した際に、第２バスバー１１０ｂを含む第２電流センサ１００ｂにおいて、第１磁気検出素子１２０ａの感度を補正することにより、第２電流センサ１００ｂにおける第１バスバー１１０ａおよび第３バスバー１１０ｃの各々を流れる電流によって発生する磁界の第１方向(Ｘ軸方向)の磁界成分の検出値を０にする、第２工程(工程Ｓ３，Ｓ４)を行なう。
　なお、被測定バスバーが２つのみ配置されている場合は、第３バスバー１１０ｃが存在しないため、上記第２工程において、第１バスバー１１０ａに電流が流される。
　さらに、第１バスバー１１０ａ～第３バスバー１１０ｃの各々に順次電流を流し、電流が流れているバスバーを含む各電流センサにおいて、第３オペアンプ１３２の増幅率を調整することにより、第１電流センサ１００ａ～第３電流センサ１００ｃの各々を所望の感度に調整する工程を含んでいてもよい。
　なお、第１磁気検出素子１２０ａの感度を補正する方法としては、たとえば、処理回路１３０内の第１オペアンプ１３１ａに接続されているヒューズを切断して回路の抵抗値を変更する方法でもよいし、処理回路１３０内の増幅回路によって第１オペアンプ１３１ａの増幅率を変更する方法でもよい。
　上記の補正方法により、隣接配置された複数の被測定バスバーの互いの影響を抑制しつつ、複数の電流センサの各々によって複数の被測定バスバーの各々を流れる測定対象の電流の値を精度よく測定することができる。
　(実施形態２)
　以下、本発明の実施形態２に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態２に係る電流センサは、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置が本発明の実施形態１に係る電流センサと異なるため、本発明の実施形態１に係る電流センサと同様である構成については説明を繰り返さない。
　図１５は、本発明の実施形態２に係る電流センサにおける被測定バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置関係を示す平面図である。図１６は、図１５の配置関係を矢印ＸＶＩ方向から見た側面図である。図１５においては、ハウジング２４０は図示していない。
　図１５および図１６に示すように、本発明の実施形態２に係る第１電流センサ２００ａ、第２電流センサ２００ｂおよび第３電流センサ２００ｃの各々においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、互いに重なって位置している。本実施形態においては、被測定バスバーと第２磁気検出素子１２０ｂとの間に、第１磁気検出素子１２０ａが位置している。第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、ハウジング２４０内に収容されている。
　第２磁気検出素子１２０ｂと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔Ｈ２は、第１磁気検出素子１２０ａと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔Ｈ１より大きい。
　本発明の実施形態２に係る電流センサにおいては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、互いに重なって位置していることにより、ハウジング２４０を小型化することができる。
　なお、本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第１方向(Ｘ軸方向)の位置が一致しているが、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の少なくとも一部が第２方向(Ｚ軸方向)において互いに重なっていれば、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第１方向(Ｘ軸方向)の位置が互いにずれていてもよい。
　なお、本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の感磁面がＸＹ平面に沿うように第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂが配置されているが、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の感磁面がＸＺ平面に沿うように第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂが配置されていてもよい。ここで、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の感磁面がＸＺ平面に沿うように第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂが配置されている変形例について、図を参照して説明する。
　図１７は、本発明の実施形態２の変形例に係る電流センサにおける被測定バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置関係を示す平面図である。図１８は、図１７の配置関係を矢印ＸＶＩＩＩ方向から見た正面図である。図１９は、図１７の配置関係を矢印ＸＩＸ方向から見た側面図である。図１７においては、基板１７０およびハウジング２４１は図示していない。
　図１７～図１９に示すように、本発明の実施形態２の変形例に係る第１電流センサ２０１ａ、第２電流センサ２０１ｂおよび第３電流センサ２０１ｃの各々においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の感磁面がＸＺ平面に沿うように配置されており、かつ、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、互いに重なって位置している。第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、ハウジング２４１内に収容されている。
　第２磁気検出素子１２０ｂと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔は、第１磁気検出素子１２０ａと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔より大きい。
　本発明の実施形態２の変形例においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂをリードフレーム上に並設して樹脂封止した後、リードフレームの端子部分を折り曲げて基板１７０上に接合することにより、図１７～図１９に示すように、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の感磁面がＸＺ平面に沿うように、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂが配置される。本変形例においては、第１磁気検出素子１２０ａと第２磁気検出素子１２０ｂとの第２方向(Ｚ軸方向)の位置を異ならせるための、リードフレームに段差を設けるなどの複雑な加工を不要とすることができる。
　(実施形態３)
　以下、本発明の実施形態３に係る電流センサについて図を参照して説明する。本発明の実施形態３に係る電流センサは、第２磁気検出素子の配置が本発明の実施形態２に係る電流センサと異なるため、本発明の実施形態２に係る電流センサと同様である構成については説明を繰り返さない。
　図２０は、本発明の実施形態３に係る電流センサにおける被測定バスバー、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子の配置関係を示す平面図である。図２１は、図２０の配置関係を矢印ＸＸＩ方向から見た側面図である。
　図２０および図２１に示すように、本発明の実施形態３に係る第１電流センサ３００ａ、第２電流センサ３００ｂおよび第３電流センサ３００ｃの各々においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、互いに重なって位置している。本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａと第２磁気検出素子１２０ｂとの間に、被測定バスバーが位置している。
　第２磁気検出素子１２０ｂと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔Ｈ２は、第１磁気検出素子１２０ａと被測定バスバーとの第２方向(Ｚ軸方向)における間隔Ｈ１より大きい。
　本発明の実施形態３に係る電流センサにおいては、第２方向(Ｚ軸方向)における被測定バスバーの両側に第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂを、第２方向(Ｚ軸方向)から見て、互いに重なって位置するように配置することにより、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの配置の自由度を高くすることができる。
　なお、本実施形態においては、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第１方向(Ｘ軸方向)の位置が一致しているが、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂの各々の少なくとも一部が第２方向(Ｚ軸方向)において互いに重なっていれば、第１磁気検出素子１２０ａおよび第２磁気検出素子１２０ｂは、第１方向(Ｘ軸方向)の位置が互いにずれていてもよい。
　上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。
　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１００ａ，２００ａ，２０１ａ，３００ａ　第１電流センサ、１００ｂ，２００ｂ，２０１ｂ，３００ｂ　第２電流センサ、１００ｃ，２００ｃ，２０１ｃ，３００ｃ　第３電流センサ、１１０ａ　第１バスバー、１１０ｂ　第２バスバー、１１０ｃ　第３バスバー、１２０ａ　第１磁気検出素子、１２０ｂ　第２磁気検出素子、１３０　処理回路、１３１ａ　第１オペアンプ、１３１ｂ　第２オペアンプ、１３２　第３オペアンプ、１４０，２４０，２４１　ハウジング、１４１　ベース、１４２　カバー、１５０　入力端子、１５１　信号端子、１６０　磁気センサユニット、１７０　基板。

Claims (10)

  1. 　測定対象の電流が流れる被測定バスバーと、
    　前記被測定バスバーに対して第１方向に間隔をあけて隣接配置された隣接バスバーと、
    　前記被測定バスバーに前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて対向しつつ前記被測定バスバーを流れる前記電流により発生する磁界の前記第１方向の磁界成分を検出する、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子と、
    　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々と電気的に接続され、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々からの検出信号を処理する処理回路と、
    　前記処理回路と電気的に接続され、前記検出信号が前記処理回路によって処理された出力信号を出力する信号端子とを備え、
    　前記第２磁気検出素子と前記被測定バスバーとの前記第２方向における間隔は、前記第１磁気検出素子と前記被測定バスバーとの前記第２方向における間隔より大きく、
    　前記処理回路は、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の、前記隣接バスバーから発生する外部磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値を互いに減殺しつつ、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の前記被測定バスバーを流れる前記電流により発生する磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値の絶対値の差分から前記被測定バスバーを流れる前記電流の値を算出する、電流センサ。
  2. 　前記処理回路は、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の、前記隣接バスバーから発生する外部磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値が互いに同一となるように、前記第１磁気検出素子の感度を補正する、請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記処理回路は、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の、前記隣接バスバーから発生する外部磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値が互いに同一となるように、前記第１磁気検出素子の感度を上げる、請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子は、前記第１方向および前記第２方向の各々に直交する第３方向において並んで位置している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電流センサ。
  5. 　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子は、前記第２方向から見て、互いに重なって位置している、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電流センサ。
  6. 　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々は、前記第２方向から見て、前記被測定バスバーの前記第１方向における中心部と重なっている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電流センサ。
  7. 　測定対象の電流が流れる被測定バスバーと、
    　前記被測定バスバーに対して第１方向に間隔をあけて隣接配置された隣接バスバーと、
    　前記被測定バスバーに前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて対向しつつ前記被測定バスバーを流れる前記電流により発生する磁界の前記第１方向の磁界成分を検出する、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子とを備える電流センサの補正方法であって、
    　前記第２磁気検出素子と前記被測定バスバーとの前記第２方向における間隔は、前記第１磁気検出素子と前記被測定バスバーとの前記第２方向における間隔より大きく、
    　前記電流センサにおいては、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の検出値の絶対値の差分から前記被測定バスバーを流れる前記電流の値を算出し、
    　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の、前記隣接バスバーから発生する外部磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値が互いに同一となるように、前記第１磁気検出素子の感度を補正する、電流センサの補正方法。
  8. 　前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の、前記隣接バスバーから発生する外部磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値が互いに同一となるように、前記第１磁気検出素子の感度を上げる、請求項７に記載の電流センサの補正方法。
  9. 　第１方向に間隔をあけて隣接配置されて測定対象の電流が流れる複数の被測定バスバーの各々を流れる前記電流の値を測定する、複数の電流センサの補正方法であって、
    　前記複数の電流センサの各々は、前記複数の被測定バスバーのうちのいずれか１つの被測定バスバーを含み、かつ、該被測定バスバーに前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて対向しつつ該被測定バスバーを流れる前記電流により発生する磁界の前記第１方向の磁界成分を検出する、第１磁気検出素子および第２磁気検出素子を含み、
    　前記複数の電流センサの各々においては、前記第２磁気検出素子と対向する前記被測定バスバーとの前記第２方向における間隔は、前記第１磁気検出素子と対向する前記被測定バスバーとの前記第２方向における間隔より大きく、
    　前記複数の電流センサの各々においては、前記第１磁気検出素子および前記第２磁気検出素子の各々の検出値の絶対値の差分から各自の前記被測定バスバーを流れる前記電流の値を算出し、
    　前記複数の被測定バスバーのうちの一の被測定バスバーに前記電流を流した際に、該一の被測定バスバーに隣接する他の被測定バスバーを含む電流センサにおいて、前記第１磁気検出素子の感度を補正することにより、該電流センサにおける前記一の被測定バスバーを流れる前記電流によって発生する磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値を０にする、第１工程と、
    　前記他の被測定バスバーに前記電流を流した際に、前記一の被測定バスバーを含む電流センサにおいて、前記第１磁気検出素子の感度を補正することにより、該電流センサにおける前記他の被測定バスバーを流れる前記電流によって発生する磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値を０にする、第２工程とを備える、複数の電流センサの補正方法。
  10. 　前記第１工程において、前記複数の被測定バスバーのうちの一の被測定バスバーに前記電流を流した際に、該一の被測定バスバーに隣接するさらに他の被測定バスバーを含む電流センサにおいても、前記第１磁気検出素子の感度を補正することにより、該電流センサにおける前記一の被測定バスバーを流れる前記電流によって発生する磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値を０にし、
    　前記第２工程において、前記他の被測定バスバーおよび前記さらに他の被測定バスバーの各々に前記電流を流した際に、前記一の被測定バスバーを含む電流センサにおいて、前記第１磁気検出素子の感度を補正することにより、該電流センサにおける前記さらに他の被測定バスバーを流れる前記電流によって発生する磁界の前記第１方向の磁界成分の検出値を０にする、請求項９に記載の複数の電流センサの補正方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024095857A1 (ja) * 2022-11-04 2024-05-10 株式会社村田製作所 電流センサ

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292455A (ja) * 1999-04-06 2000-10-20 Yazaki Corp 電流検出装置
JP2005195427A (ja) * 2004-01-06 2005-07-21 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電流測定装置、電流測定方法および電流測定プログラム
JP2006112968A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Toyota Motor Corp 電流検出装置
JP2008298761A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Koshin Denki Kk 電流センサ
JP2010002277A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Tdk Corp 電流センサ
JP2011232246A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Yazaki Corp 電流検出装置
JP2012026727A (ja) * 2010-07-19 2012-02-09 Denso Corp 電流センサ
JP2013170878A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサ
JP2015125020A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社東芝 電流センサ、電流測定モジュール及びスマートメータ
WO2016006410A1 (ja) * 2014-07-07 2016-01-14 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
JP2021135049A (ja) * 2020-02-21 2021-09-13 Tdk株式会社 電流センサ

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292455A (ja) * 1999-04-06 2000-10-20 Yazaki Corp 電流検出装置
JP2005195427A (ja) * 2004-01-06 2005-07-21 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 電流測定装置、電流測定方法および電流測定プログラム
JP2006112968A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Toyota Motor Corp 電流検出装置
JP2008298761A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Koshin Denki Kk 電流センサ
JP2010002277A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Tdk Corp 電流センサ
JP2011232246A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Yazaki Corp 電流検出装置
JP2012026727A (ja) * 2010-07-19 2012-02-09 Denso Corp 電流センサ
JP2013170878A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサ
JP2015125020A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社東芝 電流センサ、電流測定モジュール及びスマートメータ
WO2016006410A1 (ja) * 2014-07-07 2016-01-14 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
JP2021135049A (ja) * 2020-02-21 2021-09-13 Tdk株式会社 電流センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024095857A1 (ja) * 2022-11-04 2024-05-10 株式会社村田製作所 電流センサ

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