JP6520075B2 - 電流検出装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施の形態について、図1A乃至図2Bを参照して説明する。
図1Aに示すような磁気検出素子11,12のバイアス磁界Bb1,Bb2の方向と平行な方向に点線矢印で示すような外乱磁界ΔBbが加わると、磁気検出素子11,12の各バイアス磁界Bb1,Bb2が変化するので、外乱磁界ΔBbが存在しない場合と比較して各磁気検出素子11,12の抵抗がそれぞれ変化することとなる。これは、磁気検出素子11,12の感度が変化することに相当する。そして、磁気検出素子11,12のバイアス磁界Bb1,Bb2の大きさが同じで、向きがそれぞれ正反対となるように構成してあるので、外乱磁界ΔBbの影響は打ち消され、外乱磁界ΔBbがある場合でも感度の変化が抑制されることとなる。
次に、本発明の第2の実施の形態について、図3A乃至図3Bを参照して説明する。図3Aは、本発明の第2の実施の形態に係る電流検出装置の概略構成を示す図であり、図1Aに対応する。図3Bは、図3AのC−C’線の断面を示す図である。この第2の実施の形態では、図1Aのバイアス磁石13A,13Bに代えて、磁気検出素子11A,12Aにバイアス磁界を供給するバイアスコイル13を設けるようにしたものであり、その他の構成は第1の実施の形態と共通である。以下、この違いの部分であるバイアスコイル13の構成について重点的に説明し、第1の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については、共通する符号を付して、その説明を省略する。
以上説明した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態について説明した効果と同様の効果が得られる。
なお、第1の実施の形態では、2つのバイアス磁石13A,13Bによって反対向きのバイアス磁界Bb1,Bb2を生成しているが、第2の実施の形態では、1つのバイアスコイル13の両側に磁気検出素子11A,12Aを配置することによって、反対向きのバイアス磁界Bb1,Bb2を磁気検出素子11A,12Aに供給しているので、磁気検出素子11A,12Aを並列に並べることができ、素子全体を小型することができる。
次に、本発明の第3の実施の形態について、図5を参照して説明する。図5は、本発明の第3の実施の形態に係る電流検出装置の概略構成を示す図であり、図1Aに対応する。この第3の実施の形態では、電流検出装置50が4つの磁気検出素子51〜54のフルブリッジ構造で構成されているものであり、各素子の構成は第1の実施の形態と共通である。
以上説明した第3の実施の形態によれば、第1及び第2の実施の形態について説明した効果と同様の効果が得られる。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
これは、直列接続されたハーフブリッジ構造の電流検出装置において、固定層の磁化方向(Mp1,Mp2)の向きを反対向きにし、バイアス磁界(Bb1,Bb2)は大きさが同じで反対向きとなるように構成することによって、外乱磁界ΔBbの影響を打ち消し、外乱磁界ΔBbがある場合でも感度の変化を抑制できるようにしたものである。
これは、ハーフブリッジ構造の電流検出装置に、正負の同じ大きさの電圧(±Vcc/2)を印加することによって、外乱磁界ΔBbがある場合における感度の変化を抑制する効果を格段に向上させるようにしたものである。なお、正負の電圧の大きさは同じであることが好ましいが、約±10%程度までであれば大きさが異なっていてもよい。
これは、磁気抵抗変化率をほぼ同じとすることによって、電流検出装置の感度の変化を抑制するようにしたものである。
これは、バイアス磁界生成手段として、磁石を使用したものである。
これは、バイアス磁界生成手段として、バイアスコイルを使用したものである。1つのバイアスコイルの両側に磁気検出素子を配置することによって、反対向きのバイアス磁界を磁気検出素子に供給することができるので、素子全体を小型することができる。
これは、直列接続されたハーフブリッジ構造の電流検出装置を、さらに並列に接続することによってフルブルッジ構造の電流検出装置を構成し、このフルブルッジ構造の電流検出装置において、直列接続された磁気検出素子同士の固定層の磁化方向の向きが反対向きとなるようにし、フルブリッジ構造の4つの磁気検出素子から任意に選んだ2個の磁気検出素子と、他の2個の磁気検出素子のバイアス磁界が大きさ同じで反対向きとなるように構成することによって、外乱磁界ΔBbの影響を打ち消し、外乱磁界ΔBbがある場合でも感度の変化を抑制できるようにしたものである。
これは、フルブルッジ構造の電流検出装置に、正負の同じ大きさの電圧(±Vcc/2)を印加することによって、外乱磁界ΔBbがある場合における感度の変化を抑制する効果を格段に向上させるようにしたものである。
これは、任意に選択したペアの磁気検出素子同士の磁気抵抗変化率をほぼ同じとすることによって、電流検出装置の感度の変化を抑制するようにしたものである。
これは、フルブルッジ構造の電流検出装置の一方の電極を接地し、他方の電極に電圧(+Vcc)を印加して、出力電圧Voutを出力するようにしたものである。
これは、フルブルッジ構造の電流検出装置の一方の電極を接地し、他方の電極に電圧(+Vcc)を印加した場合、接地側の磁気検出素子の磁気抵抗変化率をほぼ同じとすることによって、電流検出装置の感度の変化を抑制するようにしたものである。
これは、バイアス磁界生成手段として、磁石を使用したものである。
これは、バイアス磁界生成手段として、バイアスコイルを使用したものである。1つのバイアスコイルの両側に4つの磁気検出素子を配置することによって、反対向きのバイアス磁界を磁気検出素子に供給することができるので、素子全体を小型することができる。
電流検出装置を構成する磁気検出素子同士の磁化方向は平行であることが好ましいが、約±20°程度までであれば傾斜していてもよい。
電流検出装置を構成する磁気検出素子に供給されるバイアス磁界の大きさは、同じであることが好ましいが、約±10%程度までであれば、その大きさが異なっていてもよい。
Mp1,Mp2,Mp3,Mp4…磁化方向
Vout1,Vout2…出力電圧信号
10,10A…電流検出装置
11,11A,12,12A…磁気検出素子
13…バイアスコイル
13A,13B…バイアス磁石
40〜43…電流検出装置
401,402,411,412,421,422,431,432…磁気検出素子
50…電流検出装置
51,52,53,54…磁気検出素子
55A,55B…バイアス磁石
60〜63…電流検出装置、
601〜604,611〜614,621〜624,631〜634…磁気検出素子
70〜73…電流検出装置
701〜704,711〜714,721〜724,731〜734…磁気検出素子
Claims (8)
- 固定層の磁化方向の向きがそれぞれ反対方向となるように直列に接続された第1及び第2の磁気検出素子からなる、
ハーフブリッジ構造の電流検出装置であって、
前記第1及び第2の磁気検出素子に対して、大きさがほぼ同じで、前記磁化方向と略直交する方向に沿って、それぞれ反対方向となるようなバイアス磁界を印加するバイアス磁界生成手段を備え、
前記第1及び第2の磁気検出素子に、大きさがほぼ同じ正負の電圧が、それぞれ印加される、
電流検出装置。 - 前記第1及び第2の磁気検出素子の磁気抵抗変化率が同じである、
請求項1に記載の電流検出装置。 - 前記バイアス磁界生成手段は、
基板上の前記第1の磁気検出素子の上方に設けられた第1のバイアス磁石と、
前記基板上の前記第2の磁気検出素子の上方に設けられた第2のバイアス磁石と、
を含んで構成される、
請求項1又は2に記載の電流検出装置。 - 前記バイアス磁界生成手段は、基板上の前記第1及び第2の磁気検出素子の上方に設けられた1つのバイアスコイルで構成される、
請求項1又は2に記載の電流検出装置。 - 固定層の磁化方向の向きがそれぞれ反対方向となるように直列に接続された第1及び第2の磁気検出素子と、
固定層の磁化方向の向きがそれぞれ反対方向となるように直列に接続された第3及び第4の磁気検出素子と、
からなり、前記第1及び第2の磁気検出素子と前記第3及び第4の磁気検出素子とが並列接続されたフルブリッジ構造の電流検出装置であって、
前記第1乃至第4の磁気検出素子から選んだ任意の2つの磁気検出素子、及び残りの2つの磁気検出素子に対して、大きさがほぼ同じで、前記磁化方向と略直交する方向に沿って、それぞれ反対方向となるようなバイアス磁界を印加するバイアス磁界生成手段を備え、
前記第1及び第3の磁気検出素子の接続部、及び前記第2及び第4の磁気検出素子の接続部に、大きさがほぼ同じ正負の電圧が、それぞれ印加される、
電流検出装置。 - 前記任意の2つの磁気検出素子、及び前記残りの2つの磁気検出素子のそれぞれペアの磁気抵抗変化率が同じである、
請求項5に記載の電流検出装置。 - 前記任意の2つの磁気検出素子は、前記第1及び第2の磁気検出素子であり、前記残りの2つの磁気検出素子は、前記第3及び第4の磁気検出素子であり、
前記バイアス磁界生成手段は、
基板上の前記第1及び第2の磁気検出素子の上方に設けられた第1のバイアス磁石と、
前記基板上の前記第3及び第4の磁気検出素子の上方に設けられた第2のバイアス磁石と、
を含んで構成される、
請求項5又は6に記載の電流検出装置。 - 前記バイアス磁界生成手段は、基板上の前記第1、第2、第3及び第4の磁気検出素子の上方に設けられた1つのバイアスコイルで構成される、
請求項5又は6に記載の電流検出装置。
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