[发明专利]电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及遍及大测量范围的、高精度的、并且低耗电量的电流传感器。

背景技术

例如，通过电流传感器测量电动汽车的发动机驱动用的电流的大小。作为此电流传感器，有磁比例式电流传感器和磁平衡式电流传感器。在磁比例式电流传感器中，通过磁体磁芯中产生的磁力线，与被测量电流成比例的磁场穿过磁芯空隙，磁检测元件将此磁场变换为电压信号，从而产生与被测量电流成比例的输出电压。另一方面，在磁平衡式电流传感器中，如果被测量电流流动，则通过电流所对应的磁场在磁检测元件中产生输出电压，从该磁检测元件输出的电压信号被变换为电流并反馈到反馈线圈，由该反馈线圈产生的磁场（抵消磁场）与由被测量电流产生的磁场相互抵消，以磁场总是为0的方式工作，使这时反馈线圈内流动的反馈电流电压变换，并作为输出取出。

使用例如霍尔元件或GMR（Giant Magneto Resistance：巨磁电阻效应）元件等磁阻效应元件作为上述电流传感器中的磁检测元件。在使用霍尔元件作为磁检测元件的磁比例式电流传感器中，如果扩展测量范围，则当被测量电流小的时候分辨率下降，在使用霍尔元件作为磁检测元件的磁平衡式电流传感器中，不能完全抵消大电流产生的磁场。因此，作为弥补两者的缺陷的方法，在专利文献1中，公开了配置了使用霍尔元件的磁比例式电流传感器和使用霍尔元件的磁平衡式电流传感器，根据被测量电流的大小切换使用上述两种电流传感器的方法。

现有技术文献（专利文献）

专利文献1：日本特开2007-78416号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1公开的技术中，必须分别准备两种电流传感器。因此，不能谋求省空间化，另外，制造流程也变得复杂。并且，在专利文献1公开的技术中，当被测量电流大时，未使用的磁平衡式电流传感器内的磁平衡崩溃，因此当使用GMR元件作为磁检测元件时会引起磁饱和。因此，在专利文献1公开的技术中，通过磁检测元件不能实现高精度地测量遍及大测量范围。

本发明是为了解决上述问题而做出的，目的在于提供一种能够兼具遍及大测量范围的高精度的测量以及省电化，而且能够谋求省空间化的电流传感器。

用于解决课题的手段

本发明的电流传感器的特征在于，具有：磁平衡式传感器，包括反馈线圈，上述反馈线圈配置在特性根据来自被测量电流的感应磁场而发生变化的磁传感器元件附近，并产生抵消上述感应磁场的抵消磁场；以及切换单元，对磁比例式检测及磁平衡式检测进行切换，上述磁比例式检测以电压差为传感器的输出，上述磁平衡式检测将通过上述电压差向上述反馈线圈通电并达到上述感应磁场与上述抵消磁场相抵消的平衡状态时的、在上述反馈线圈内流动的电流为传感器的输出。

通过此结构，由于在单一的电流传感器中切换磁比例式检测以及磁平衡式检测，所以能够兼具磁平衡式的大测量范围和省电化。特别地，本发明是使用磁阻效应元件的电流传感器，在反馈线圈接近的结构中是有效的。

较为理想的是，在本发明的电流传感器中，夹着导通上述被测量电流的导体配置有上述两个电流传感器，上述两个电流传感器的各自的磁传感器元件的灵敏度轴方向相同。通过此结构，根据两个磁平衡式传感器的差动输出消除地磁等外部磁场的影响，能够更高精度地测量电流。

较为理想的是，在本发明的电流传感器中，上述切换单元根据外部信号切换上述磁比例式检测和上述磁平衡式检测。通过此结构，在休眠模式等用户想要省电的时候，能够抑制电流传感器的耗电量。

较为理想的是，在本发明的电流传感器中，在维持上述磁阻效应元件的磁特性的线性的被测量电流的区域，切换为上述磁比例式检测。

较为理想的是，在本发明的电流传感器中，在相对低的被测量电流的区域，切换为上述磁比例式检测。

较为理想的是，在本发明的电流传感器中，向外部输出表示是上述磁比例式检测状态或上述磁平衡式检测状态的信号。通过此结构，能够确认电流传感器当前是哪种模式。

较为理想的是，在本发明的电流传感器中，上述磁传感器元件是磁阻效应元件。通过此结构，易于在与设置电流传感器的基板面平行的方向配置灵敏度轴，能够使用平面线圈。

本发明的电池的特征在于，具有：电池主体，装备了电流线；以及上述电流传感器，安装在上述电流线上。

发明的效果