CN118043682A - 电流传感器、电流传感器的校正方法以及多个电流传感器的校正方法 - Google Patents
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Abstract
第二磁性检测元件(120b)和被测定母线排(110b)之间的第二方向上的间隔大于第一磁性检测元件(120a)和被测定母线排(110b)之间的第二方向上的间隔。处理电路将第一磁性检测元件(120a)和第二磁性检测元件(120b)各自检测到的、从相邻母线排(110a、110c)产生的外部磁场的第一方向的磁场分量的检测值彼此消减，同时根据第一磁性检测元件(120a)和第二磁性检测元件(120b)各自检测到的、由流过被测定母线排(110b)的电流产生的磁场的第一方向的磁场分量的检测值的绝对值之差，计算出流过被测定母线排(110b)的电流的值。
Description
技术领域
本发明涉及电流传感器、电流传感器的校正方法以及多个电流传感器的校正方法。
背景技术
作为公开了电流测定装置的构成的在先文献存在日本特开2005-195427号公报(专利文献1)。专利文献1所公开的电流测定装置具备多个磁性传感器和信号处理单元。信号处理单元基于磁性传感器的反映了电流灵敏度的差异的输出信号，计算出流过被测定导体的电流的值。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-195427号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的电流测定装置中，仅在同样的外部磁场作用于多个磁性传感器的情况下，才能消除外部磁场。
本发明就是鉴于上述问题点而作出的，其目的在于提供一种电流传感器、电流传感器的校正方法以及多个电流传感器的校正方法，即使在不一致的外部磁场作用于多个磁性检测元件的情况下，也能够消除外部磁场而高精度地测定作为测定对象的电流的值。
用于解决课题的手段
基于本发明的电流传感器具备被测定母线排、相邻母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件、处理电路以及信号端子。被测定母线排中流过作为测定对象的电流。相邻母线排相对于被测定母线排在第一方向上隔着间隔相邻配置。第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自在与上述第一方向正交的第二方向上隔着间隔与被测定母线排相对且检测由流过被测定母线排的上述电流产生的磁场的上述第一方向的磁场分量。处理电路与第一磁性检测元件和第二磁性检测元件分别电气连接，处理分别来自第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的检测信号。信号端子与处理电路电气连接，输出上述检测信号被处理电路处理而得到的输出信号。第二磁性检测元件和被测定母线排之间的上述第二方向上的间隔大于第一磁性检测元件和被测定母线排之间的上述第二方向上的间隔。处理电路将第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自检测到的、从相邻母线排产生的外部磁场的上述第一方向的磁场分量的检测值彼此消减，同时根据第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自检测到的、由流过被测定母线排的上述电流产生的磁场的上述第一方向的磁场分量的检测值的绝对值之差，计算出流过被测定母线排的上述电流的值。
发明的效果
根据本发明，即使在不一致的外部磁场作用于多个磁性检测元件的情况下，也能够消除外部磁场而高精度地测定作为测定对象的电流的值。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器的构成的立体图。
图2是从箭头II方向观察图1的多个电流传感器的侧视图。
图3是从III-III线箭头方向观察图2的电流传感器的截面图。
图4是从箭头IV方向观察图2的电流传感器的立体图。
图5是从箭头V方向观察图4的电流传感器的俯视图。
图6是表示在本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器中多个被测定母线排流过电流时分别作用于第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的磁场的示意图。
图7是表示本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器中的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件、以及处理电路的电路构成的电路图。
图8是表示在电流仅流过第一母线排和第三母线排时，分别流过第一母线排和第三母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度之间的关系的曲线图。
图9是表示在电流仅流过第二母线排时，流过第二母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度之间的关系的曲线图。
图10是表示在电流流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排时，流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度之间的关系的曲线图。
图11是表示在电流流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排时，流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的输出值之间的关系的曲线图。
图12是表示基于校正前的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值、以及基于校正前的第一磁性检测元件的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值的曲线图。
图13是表示基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值、以及基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值的曲线图。
图14是表示对多个电流传感器依次校正的方法的流程图。
图15是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器中的被测定母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置关系的俯视图。
图16是从箭头XVI方向观察图15的配置关系的侧视图。
图17是表示本发明的实施方式2的变形例所涉及的电流传感器中的被测定母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置关系的俯视图。
图18是从箭头XVIII方向观察图17的配置关系的主视图。
图19是从箭头XIX方向观察图17的配置关系的侧视图。
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器中被测定母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置关系的俯视图。
图21是从箭头XXI方向观察图20的配置关系的侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的各实施方式所涉及的电流传感器、电流传感器的校正方法以及多个电流传感器的校正方法。在以下的实施方式的说明中，对图中相同或相当的部分标注相同标号，其说明不再重复。
[实施方式1]
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器的构成的立体图。图2是从箭头II方向观察图1的多个电流传感器的侧视图。图3是从III-III线箭头方向观察图2的电流传感器的截面图。图4是从箭头IV方向观察图2的电流传感器的立体图。图5是从箭头V方向观察图4的电流传感器的俯视图。在图4和图5中，后述的外壳的一部分未图示。
如图1～图5所示，本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器包含第一电流传感器100a、第二电流传感器100b和第三电流传感器100c。
多个电流传感器具备在第一方向(X轴方向)上隔着间隔相邻配置且流过作为测定对象的电流的多个被测定母线排。具体而言，流过作为测定对象的电流的第一母线排110a、第二母线排110b和第三母线排110c在第一方向(X轴方向)上隔着间隔相邻配置。第一母线排110a、第二母线排110b和第三母线排110c为三相三线式的母线排。例如，在第一母线排110a中流过U相的交流电流，在第二母线排110b中流过V相的交流电流，在第三母线排110c中流过W相的交流电流。
第一电流传感器100a包含第一母线排110a、以及在与第一方向(X轴方向)正交的第二方向(Z轴方向)上与第一母线排110a隔着间隔配置的磁性传感器单元160。第二电流传感器100b包含第二母线排110b、以及在第二方向(Z轴方向)上与第二母线排110b隔着间隔配置的磁性传感器单元160。第三电流传感器100c包含第三母线排110c、以及在第二方向(Z轴方向)上与第三母线排110c隔着间隔配置的磁性传感器单元160。
3个磁性传感器单元160在第一方向(X轴方向)上彼此隔着间隔安装在基板170上。值得注意的是，3个磁性传感器单元160不必安装在一个基板170上，可以是3个磁性传感器单元160之中的至少一个磁性传感器单元160与3个磁性传感器单元160之中的其它磁性传感器单元160相比在第二方向(Z轴方向)上配置于不同的位置处。磁性传感器单元160包含第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b、处理电路130、外壳140、输入端子150、信号端子151。
第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b以及处理电路130收容于外壳140内。在本实施方式中，外壳140由具有收容空间的底部141和盖部142构成。外壳140由工程塑料(engineering plastic)等热塑性树脂构成，或者由环氧树脂或聚氨酯树脂等热硬化性树脂构成。
如图4所示，输入端子150和信号端子151分别在外壳140的内侧与处理电路130电气连接。输入端子150和信号端子151各自从外壳140的内侧向外侧被引出，与基板170的电路电气连接。输入端子150向分别与第一方向(X轴方向)和第二方向(Z轴方向)正交的第三方向(Y轴方向)的一侧被引出，信号端子151向第三方向(Y轴方向)的另一侧被引出。
在本实施方式中，输入端子150和信号端子151各自通过由铜等导电性金属形成的引线框架构成。在磁性传感器单元160由预模制封装构成的情况下，底部141一体成型于引线框架。
此外，也可以是输入端子150和信号端子151各自由一片印刷基板构成。印刷基板的芯材由玻璃纤维环氧树脂(glass-epoxy)构成，或者由环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂或聚氨酯树脂等热硬化性树脂构成。
第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自在第二方向(Z轴方向)上隔着间隔与被测定母线排相对。第二磁性检测元件120b和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔大于第一磁性检测元件120a和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔。
如图3～图5所示，以第二电流传感器100b作为例示进行说明，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自在第二方向(Z轴方向)上隔着间隔与第二母线排110b相对。具体而言，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自通过芯片粘结膜、绝缘性粘结剂或导电性粘结剂等固定于外壳140的底部141上。
第二磁性检测元件120b和第二母线排110b之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔大于第一磁性检测元件120a和第二母线排110b之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔。具体而言，在底部141中，载置第二磁性检测元件120b的位置比载置第一磁性检测元件120a的位置高。
在本实施方式中，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b的位置为在第三方向(Y轴方向)上排列。如图5所示，从第二方向(Z轴方向)观察时，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b与第二母线排110b的第一方向(X轴方向)上的中心部C重叠。
如图4所示，处理电路130与第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b分别电气连接。处理电路130由ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等IC芯片构成。此外，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b以及处理电路130也可以由一片IC芯片构成。处理电路130通过芯片粘结膜、绝缘性粘结剂或导电性粘结剂等固定于外壳140的底部141上。
处理电路130与输入端子150电气连接，被供给驱动用电源。处理电路130处理分别来自第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b的检测信号。处理电路130与信号端子151电气连接，将上述检测信号通过处理电路130处理而得到的输出信号从信号端子151输出。
如图4所示，在本实施方式中，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自与处理电路130之间通过引线接合而相互电气连接。输入端子150和信号端子151各自与处理电路130之间通过引线接合而相互电气连接。此外，处理电路130也可以通过倒装芯片安装而与引线框架或印刷基板电气连接。
第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b以及处理电路130被硅树脂或环氧树脂等包覆材料涂敷。此外，在磁性传感器单元160由传递模塑封装构成的情况下，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b以及处理电路130被模制树脂密封。
图6是表示在本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器中多个被测定母线排流过电流时分别作用于第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的磁场的示意图。在图6中，例示地示出了第二电流传感器100b。
如图3～图6所示，分别流过第一母线排110a、第二母线排110b和第三母线排110c的电流I沿第三方向(Y轴方向)流动。例如图6所示，流过第二母线排110b的电流I2和流过第三母线排110c的电流I3分别朝向第三方向(Y轴方向)的一侧流动。流过第一母线排110a的电流I1朝向第三方向(Y轴方向)的另一侧流动。
其结果，在第一母线排110a、第二母线排110b和第三母线排110c各自的周围产生磁场。如图5和图6所示，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b分别检测该磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量。
如图6所示，将第二电流传感器100b作为例示进行说明，在第二母线排110b中流过作为测定对象的电流I2，在作为相邻母线排的第一母线排110a中流过电流I1，在作为相邻母线排的第三母线排110c中流过电流I3。
第二磁性检测元件120b和第二母线排110b之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔H2大于第一磁性检测元件120a和第二母线排110b之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔H1。因此，在由流过第二母线排110b的电流I2产生的磁场中，作用于第一磁性检测元件120a的第一方向(X轴方向)的磁场分量B1大于作用于第二磁性检测元件120b的第一方向(X轴方向)的磁场分量B2。
另一方面，在由流过第一母线排110a的电流I1产生的磁场和由流过第三母线排110c的电流I3产生的磁场合成的外部磁场中，作用于第二磁性检测元件120b的第一方向(X轴方向)的磁场分量Bn2大于作用于第一磁性检测元件120a的第一方向(X轴方向)的磁场分量Bn1。
图7是表示本发明的实施方式1所涉及的多个电流传感器中的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件、以及处理电路的电路构成的电路图。如图7所示，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自具有由4个TMR(Tunnel Magneto Resistance，隧穿磁阻)元件构成的惠斯通电桥型的电桥电路。此外，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自也可以具有由GMR(Giant Magneto Resistance：巨磁阻)元件或AMR(Anisotropic Magneto Resistance：各向异性磁阻)元件等磁阻元件替代TMR元件而构成的电桥电路。另外，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自也可以具有由2个磁阻元件构成的半桥电路。此外，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自也可以是霍尔元件。另外，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b中也可以分别组装有IC。
在本实施方式中，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自具有朝向第一方向(X轴方向)的一侧的灵敏度轴，并且具有奇函数输入输出特性，该奇函数输入输出特性在检测出朝向第一方向(X轴方向)的一侧的磁场分量的情况下输出正值，在检测出朝向第一方向(X轴方向)的另一侧的磁场分量的情况下输出负值。
处理电路130包含第一运算放大器131a、第二运算放大器131b和第三运算放大器132。第一运算放大器131a是差分放大器，与第一磁性检测元件120a和第三运算放大器132分别电气连接。能够通过第一运算放大器131a调整第一磁性检测元件120a的灵敏度。
第二运算放大器131b是差分放大器，与第二磁性检测元件120b和第三运算放大器132分别电气连接。能够通过第二运算放大器131b调整第二磁性检测元件120b的灵敏度。
在本实施方式中，第三运算放大器132是差分放大器。此外，在第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的灵敏度轴的方向彼此相反的情况下，第三运算放大器132是加法放大器。能够通过第三运算放大器132调整第二电流传感器100b的灵敏度。
在这里，说明在处理电路130中进行的处理。
图8是表示在电流仅流过第一母线排和第三母线排时，分别流过第一母线排和第三母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度之间的关系的曲线图。在图8中，纵轴示出第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度，横轴示出分别流过第一母线排和第三母线排的电流的值。另外，第一磁性检测元件的检测磁场强度以实线L1表示，第二磁性检测元件的检测磁场强度以虚线L2表示。
如上述所示，由流过第一母线排110a的电流I1产生的磁场和由流过第三母线排110c的电流I3产生的磁场合成的外部磁场中，作用于第二磁性检测元件120b的第一方向(X轴方向)的磁场分量Bn2大于作用于第一磁性检测元件120a的第一方向(X轴方向)的磁场分量Bn1。
由此，如图8所示，作用于第二磁性检测元件120b的外部磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量Bn2的检测磁场强度大于作用于第一磁性检测元件120a的外部磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量Bn1的检测磁场强度。
因此，处理电路130校正第一磁性检测元件120a的灵敏度，以使得第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的外部磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值彼此相同。
具体而言，处理电路130通过提高第一运算放大器131a的放大率，从而提高第一磁性检测元件120a的灵敏度，以如图8的箭头G所示那样使第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的外部磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值彼此相同。即，使第一磁性检测元件120a的灵敏度为(Bn2/Bn1)倍。此外，满足(Bn2/Bn1)>1的关系。由于相对于流过母线排的电流的值而产生的磁场的强度线性增加，所以Bn2/Bn1为常数。
图9是表示在电流仅流过第二母线排时，流过第二母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度之间的关系的曲线图。在图9中，纵轴示出第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度，横轴示出流过第二母线排的电流的值。另外，将校正前的第一磁性检测元件的检测磁场强度以实线L3表示，将第二磁性检测元件的检测磁场强度以虚线L4表示，将校正后的第一磁性检测元件的检测磁场强度以点划线L5表示。
如上述那样，在由流过第二母线排110b的、作为测定对象的电流I2产生的磁场中，作用于第一磁性检测元件120a的第一方向(X轴方向)的磁场分量B1大于作用于第二磁性检测元件120b的第一方向(X轴方向)的磁场分量B2。
由此，如图9所示，作用于校正前的第一磁性检测元件120a的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量B1的检测磁场强度大于作用于第二磁性检测元件120b的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量B2的检测磁场强度。另外，如箭头G所示以灵敏度提升的方式被校正后的第一磁性检测元件120a的磁场分量B1的检测磁场强度比校正前的第一磁性检测元件120a的磁场分量B1的检测磁场强度大(Bn2/Bn1)倍。
图10是表示在电流流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排时，流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度之间的关系的曲线图。在图10中，纵轴示出第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的检测磁场强度，横轴示出流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值。另外，将校正后的第一磁性检测元件的检测磁场强度以细实线L6表示，将第二磁性检测元件的检测磁场强度以双点划线L7表示，将校正后的第一磁性检测元件的检测磁场强度和第二磁性检测元件的检测磁场强度之差以粗实线L8表示。
如图10所示，作用于校正后的第一磁性检测元件120a的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量(B1+Bn1)的检测磁场强度大于作用于第二磁性检测元件120b的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量(B2+Bn2)的检测磁场强度。
在处理电路130中，通过计算出校正后的第一磁性检测元件120a的检测磁场强度和第二磁性检测元件120b的检测磁场强度之差，从而计算出作为测定对象的电流I2的值。具体而言，第三运算放大器132计算出第一运算放大器131a的输出值和第二运算放大器131b的输出值之差。
由于校正后的第一磁性检测元件120a的灵敏度如上述那样提升到了(Bn2/Bn1)倍，所以校正后的第一磁性检测元件120a的磁场分量(B1+Bn1)的检测磁场强度成为((B1+Bn1)×Bn2/Bn1)。由此，在计算出校正后的第一磁性检测元件120a的检测磁场强度和第二磁性检测元件120b的检测磁场强度之差后，成为((B1+Bn1)×Bn2/Bn1)-(B2+Bn2)＝B1×Bn2/Bn1-B2。
这样，校正后的第一磁性检测元件120a的磁场分量Bn1的检测磁场强度变得与第二磁性检测元件120b的磁场分量Bn2的检测磁场强度相同，彼此消减，从而能够消除外部磁场。另外，通过以满足(Bn2/Bn1)>1的关系的方式配置作为相邻母线排的第一母线排110a和第三母线排110c，从而能够使来自处理电路130的上述的差分输出值增加，提高S/N比。
如上述那样，处理电路130将第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的、由作为相邻母线排的第一母线排110a和第三母线排110c产生的外部磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值相互消减，同时根据第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的、由流过作为被测定母线排的第二母线排110b的电流I2产生的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值的绝对值之差，计算出流过作为被测定母线排的第二母线排110b的电流I2的值。
在这里，说明本实施方式所涉及的多个电流传感器中的模拟分析结果。
图11是表示在电流流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排时，流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值与第二电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的输出值之间的关系的曲线图。在图11中，纵轴示出第一磁性检测元件和第二磁性检测元件各自的输出值(V)，横轴示出流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值(A)。另外，将第一磁性检测元件的输出值以实线表示，将第二磁性检测元件的输出值以虚线表示。
如图11所示，校正前的第一磁性检测元件120a的输出值大于第二磁性检测元件120b的输出值。
图12是表示基于校正前的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值、以及基于校正前的第一磁性检测元件的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值的曲线图。在图12中，纵轴示出差分输出值(V)，横轴示出流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值(A)。另外，将基于校正前的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值以实线表示，将基于校正前的第一磁性检测元件的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值以虚线表示。
如图12所示，基于校正前的第一磁性检测元件120a的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件120b的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值并不恒定，无法消除外部磁场的影响。
图13是表示基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值、以及基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值的曲线图。在图13中，纵轴示出差分输出值(V)，横轴示出流过第一母线排～第三母线排的每一个母线排的电流的值(A)。另外，将基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值以实线表示，将基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值以虚线表示。
如图13所示，基于校正后的第一磁性检测元件120a的磁场分量Bn1得到的输出值和基于第二磁性检测元件120b的磁场分量Bn2得到的输出值之间的差分输出值为0，成为恒定的，能够消除外部磁场的影响。另外，与校正前相比，基于校正后的第一磁性检测元件的磁场分量B1得到的输出值和基于第二磁性检测元件的磁场分量B2得到的输出值之间的差分输出值增加，能够提高S/N比。
根据上述的模拟分析结果，能够确认到下述情况：本实施方式所涉及的电流传感器即使在不一致的外部磁场作用于第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b的情况下，也能够消除外部磁场而高精度地测定作为测定对象的电流的值。
在本实施方式所涉及的电流传感器中，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b的位置为在第三方向(Y轴方向)上排列。由此，能够通过线缆将第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b分别与处理电路130容易地连接。
在本实施方式所涉及的电流传感器中，从第二方向(Z轴方向)观察时，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b与第二母线排110b的第一方向(X轴方向)上的中心部C重叠。由此，能够降低外部磁场的影响，更高精度地测定作为测定对象的电流的值。
在上述中，将对第二电流传感器100b进行校正的方法作为例示进行了说明，接下来说明对第一电流传感器100a、第二电流传感器100b和第三电流传感器100c依次校正的方法。
图14是表示对多个电流传感器依次校正的方法的流程图。如图14所示，首先，在第二母线排110b中流过电流(工序S1)。在此状态下，通过在第一电流传感器100a和第三电流传感器100c中分别调整第一磁性检测元件120a的灵敏度，从而使与由流过第二母线排110b的电流产生的磁场相对的、第一电流传感器100a和第三电流传感器100c各自的输出值为0(工序S2)。
接下来，在第一母线排110a和第三母线排110c中分别流过电流(工序S3)。在此状态下，通过在第二电流传感器100b中调整第一磁性检测元件120a的灵敏度，从而使与由分别流过第一母线排110a和第三母线排110c的电流产生的磁场相对的、第二电流传感器100b的输出值为0(工序S4)。
如上述那样，在本实施方式所涉及的多个电流传感器中，在作为多个被测定母线排之中的一个被测定母线排的第二母线排110b中流过电流时，进行下述第一工序(工序S1、S2)：在包含与第二母线排110b相邻的其它被测定母线排即第一母线排110a的第一电流传感器100a中，校正第一磁性检测元件120a的灵敏度，从而使第一电流传感器100a中的由流过第二母线排110b的电流产生的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值为0。
此外，在第一工序中，在作为多个被测定母线排之中的一个被测定母线排的第二母线排110b中流过电流时，在包含与第二母线排110b相邻的另一个其它被测定母线排即第三母线排110c的第三电流传感器100c中，也通过校正第一磁性检测元件120a的灵敏度而使第三电流传感器100c中的由流过第二母线排110b的电流产生的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值为0。此外，在仅配置2个被测定母线排的情况下，不进行该第三电流传感器100c的校正。
接下来，在第一母线排110a和第三母线排110c中分别流过电流时，进行下述第二工序(工序S3、S4)：在包含第二母线排110b的第二电流传感器100b中，通过校正第一磁性检测元件120a的灵敏度，从而使第二电流传感器100b中的由分别流过第一母线排110a和第三母线排110c的电流产生的磁场的第一方向(X轴方向)的磁场分量的检测值为0。
此外，在仅配置2个被测定母线排的情况下，由于第三母线排110c不存在，所以在上述第二工序中，电流流过第一母线排110a。
此外，也可以包含下述工序：分别在第一母线排110a～第三母线排110c中依次流过电流，在包含电流流动的母线排的各电流传感器中，通过调整第三运算放大器132的放大率而将第一电流传感器100a～第三电流传感器100c分别调整至所期望的灵敏度。
此外，作为对第一磁性检测元件120a的灵敏度进行校正的方法，例如可以是切断处理电路130内的第一运算放大器131a所连接的保险丝而变更电路的电阻值的方法，也可以是通过处理电路130内的放大电路变更第一运算放大器131a的放大率的方法。
通过上述校正方法，能够在抑制相邻配置的多个被测定母线排的相互影响的同时，通过多个电流传感器分别高精度地测定流过多个被测定母线排的每一个被测定母线排的、作为测定对象的电流的值。
(实施方式2)
以下，参照附图说明本发明的实施方式2所涉及的电流传感器。本发明的实施方式2所涉及的电流传感器的第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置与本发明的实施方式1所涉及的电流传感器不同，因此，针对与本发明的实施方式1所涉及的电流传感器相同的构成不重复进行说明。
图15是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器中的被测定母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置关系的俯视图。图16是从箭头XVI方向观察图15的配置关系的侧视图。在图15中，外壳240未图示。
如图15和图16所示，在本发明的实施方式2所涉及的第一电流传感器200a、第二电流传感器200b和第三电流传感器200c各自之中，从第二方向(Z轴方向)观察时，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b位于彼此重叠的位置。在本实施方式中，第一磁性检测元件120a位于被测定母线排和第二磁性检测元件120b之间。第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b被收容于外壳240内。
第二磁性检测元件120b和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔H2大于第一磁性检测元件120a和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔H1。
在本发明的实施方式2所涉及的电流传感器中，从第二方向(Z轴方向)观察时，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b位于彼此重叠的位置，因此能够将外壳240小型化。
此外，在本实施方式中，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b在第一方向(X轴方向)上的位置一致，但只要第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的至少一部分在第二方向(Z轴方向)上彼此重叠即可，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b在第一方向(X轴方向)上的位置可以彼此错开。
此外，在本实施方式中，以第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的感磁面沿着XY平面的方式配置第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b，但也可以以第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的感磁面沿着XZ平面的方式配置第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b。在这里，参照附图，说明以第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的感磁面沿着XZ平面的方式配置第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b的变形例。
图17是表示本发明的实施方式2的变形例所涉及的电流传感器中的被测定母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置关系的俯视图。图18是从箭头XVIII方向观察图17的配置关系的主视图。图19是从箭头XIX方向观察图17的配置关系的侧视图。在图17中，基板170和外壳241未图示。
如图17～图19所示，在本发明的实施方式2的变形例所涉及的第一电流传感器201a、第二电流传感器201b和第三电流传感器201c各自之中，以使得第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的感磁面沿着XZ平面的方式配置，并且从第二方向(Z轴方向)观察时，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b位于彼此重叠的位置。第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b收容于外壳241内。
第二磁性检测元件120b和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔大于第一磁性检测元件120a和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔。
在本发明的实施方式2的变形例中，在将第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b在引线框架上并排设置且进行树脂密封后，将引线框架的端子部分弯折而接合在基板170上，由此，如图17～图19所示，以将第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的感磁面沿着XZ平面的方式配置第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b。在本变形例中，可以无需用于使第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b在第二方向(Z轴方向)上的位置不同的、在引线框架设置阶梯等的复杂加工。
(实施方式3)
以下，参照附图说明本发明的实施方式3所涉及的电流传感器。本发明的实施方式3所涉及的电流传感器的第二磁性检测元件的配置与本发明的实施方式2所涉及的电流传感器不同，因此，针对与本发明的实施方式2所涉及的电流传感器相同的构成不重复进行说明。
图20是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器中被测定母线排、第一磁性检测元件和第二磁性检测元件的配置关系的俯视图。图21是从箭头XXI方向观察图20的配置关系的侧视图。
如图20和图21所示，本发明的实施方式3所涉及的第一电流传感器300a、第二电流传感器300b和第三电流传感器300c各自之中，从第二方向(Z轴方向)观察时，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b位于彼此重叠的位置。在本实施方式中，被测定母线排位于第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b之间。
第二磁性检测元件120b和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔H2大于第一磁性检测元件120a和被测定母线排之间的第二方向(Z轴方向)上的间隔H1。
在本发明的实施方式3所涉及的电流传感器中，通过将第二方向(Z轴方向)上位于被测定母线排的两侧的第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b以在从第二方向(Z轴方向)观察时位于彼此重叠的位置的方式配置，从而能够提高第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b的配置的自由度。
此外，在本实施方式中，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b在第一方向(X轴方向)上的位置一致，但只要第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b各自的至少一部分在第二方向(Z轴方向)上彼此重叠即可，第一磁性检测元件120a和第二磁性检测元件120b在第一方向(X轴方向)上的位置可以彼此错开。
在上述的实施方式的说明中，可以将能够组合的构成相互组合。
应该认为本次公开的实施方式的所有方面都仅为例示，并非限定性的内容。本发明的范围并不由上述说明所示出，而是通过权利要求书示出，其意图在于包括与权利要求书等同的意义及范围内的所有变更。
标号的说明
100a、200a、201a、300a第一电流传感器，100b、200b、201b、300b第二电流传感器，100c、200c、201c、300c第三电流传感器，110a第一母线排、110b第二母线排，110c第三母线排，120a第一磁性检测元件，120b第二磁性检测元件，130处理电路，131a第一运算放大器，131b第二运算放大器，132第三运算放大器，140、240、241外壳，141底部，142盖部，150输入端子，151信号端子，160磁性传感器单元，170基板。
Claims (10)
1.一种电流传感器，其具备：
流过作为测定对象的电流的被测定母线排；
相对于所述被测定母线排在第一方向上隔着间隔相邻配置的相邻母线排；
第一磁性检测元件和第二磁性检测元件，在与所述第一方向正交的第二方向上隔着间隔与所述被测定母线排相对且检测由流过所述被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量；
处理电路，与所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件分别电气连接，处理分别来自所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件的检测信号；以及
信号端子，与所述处理电路电气连接，输出所述检测信号被所述处理电路处理而得到的输出信号，
所述第二磁性检测元件和所述被测定母线排之间的所述第二方向上的间隔大于所述第一磁性检测元件和所述被测定母线排之间的所述第二方向上的间隔，
所述处理电路将所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自检测到的、从所述相邻母线排产生的外部磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值彼此消减，同时根据所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自检测到的、由流过所述被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值的绝对值之差，计算出流过所述被测定母线排的所述电流的值。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，
所述处理电路校正所述第一磁性检测元件的灵敏度，以使得所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自检测到的、从所述相邻母线排产生的外部磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值彼此相同。
3.根据权利要求2所述的电流传感器，其中，
所述处理电路提高所述第一磁性检测元件的灵敏度，以使得所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自检测到的、从所述相邻母线排产生的外部磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值彼此相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电流传感器，其中，
所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件位置为，在与所述第一方向和所述第二方向分别正交的第三方向上排列。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电流传感器，其中，
从所述第二方向观察时，所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件位于彼此重叠的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电流传感器，其中，
从所述第二方向观察时，所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自与所述被测定母线排的所述第一方向上的中心部重叠。
7.一种电流传感器的校正方法，所述电流传感器具备：
流过作为测定对象的电流的被测定母线排；
相对于所述被测定母线排在第一方向上隔着间隔相邻配置的相邻母线排；以及
第一磁性检测元件和第二磁性检测元件，在与所述第一方向正交的第二方向上隔着间隔与所述被测定母线排相对且检测由流过所述被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量，
在该电流传感器的校正方法中，
所述第二磁性检测元件和所述被测定母线排之间的所述第二方向上的间隔大于所述第一磁性检测元件和所述被测定母线排之间的所述第二方向上的间隔，
在所述电流传感器中，根据所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自的检测值的绝对值之差，计算出流过所述被测定母线排的所述电流的值，
校正所述第一磁性检测元件的灵敏度，以使得所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自检测到的、从所述相邻母线排产生的外部磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值彼此相同。
8.根据权利要求7所述的电流传感器的校正方法，其中，
提高所述第一磁性检测元件的灵敏度，以使得所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自检测到的、从所述相邻母线排产生的外部磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值彼此相同。
9.一种多个电流传感器的校正方法，该多个电流传感器测定流过多个被测定母线排的每一个被测定母线排的作为测定对象的电流的值，所述多个被测定母线排在第一方向上隔着间隔相邻配置且流过所述电流，
在多个电流传感器的校正方法中，
所述多个电流传感器各自包含所述多个被测定母线排之中的任一个被测定母线排，且各自包含第一磁性检测元件和第二磁性检测元件，所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件在与所述第一方向正交的第二方向上隔着间隔与该被测定母线排相对且检测由流过该被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量，
在所述多个电流传感器的每一个电流传感器中，所述第二磁性检测元件和相对的所述被测定母线排之间的所述第二方向上的间隔大于所述第一磁性检测元件和相对的所述被测定母线排之间的所述第二方向上的间隔，
在所述多个电流传感器的每一个电流传感器中，根据所述第一磁性检测元件和所述第二磁性检测元件各自的检测值的绝对值之差，计算出流过各自的所述被测定母线排的所述电流的值，
多个电流传感器的校正方法具备：
第一工序，在该工序中，在所述多个被测定母线排之中的一个被测定母线排中流过所述电流时，在包含与该一个被测定母线排相邻的其它被测定母线排的电流传感器中，通过校正所述第一磁性检测元件的灵敏度而使该电流传感器中的由流过所述一个被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值为0；以及
第二工序，在该工序中，在所述其它被测定母线排中流过所述电流时，在包含所述一个被测定母线排的电流传感器中，通过校正所述第一磁性检测元件的灵敏度而使该电流传感器中的由流过所述其它被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值为0。
10.根据权利要求9所述的多个电流传感器的校正方法，其中，
在所述第一工序中，在所述多个被测定母线排之中的一个被测定母线排中流过所述电流时，在包含与该一个被测定母线排相邻的另一个其它被测定母线排的电流传感器中，也通过校正所述第一磁性检测元件的灵敏度而使该电流传感器中的由流过所述一个被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值为0，
在所述第二工序中，在所述其它被测定母线排和所述另一个其它被测定母线排中各自流过所述电流时，在包含所述一个被测定母线排的电流传感器中，通过校正所述第一磁性检测元件的灵敏度而使该电流传感器中的由流过所述另一个其它被测定母线排的所述电流产生的磁场的所述第一方向的磁场分量的检测值为0。
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