JP4415784B2 - Current sensor - Google Patents

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    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
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Description

本発明は、例えば車載バッテリに接続された電流路をはじめとする各種電流路の電流検出に用いられる電流センサに関し、特に磁気検出素子を用いて電流路に流れる電流の電流量を検出する電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor used for current detection of various current paths including, for example, a current path connected to an in-vehicle battery, and more particularly to a current sensor for detecting the amount of current flowing in a current path using a magnetic detection element. About.

従来、この種の電流センサとしては、ホール素子を用いた電流センサがよく知られている。はじめに、このホール素子を用いた電流センサによる電流検出の原理について説明する。   Conventionally, a current sensor using a Hall element is well known as this type of current sensor. First, the principle of current detection by a current sensor using this Hall element will be described.

一般に、ホール素子に磁界が付与されるとき、このホール素子には、付与される磁界の強度に比例するホール電圧が発生する。一方、電流路に電流が流れるとき、この電流路の周辺には流れる電流の大きさ（電流量）に比例する磁界が発生する。そこで、上記ホール素子を用いた電流センサでは、このような現象に鑑みて、電流路に流れる電流とこの電流に起因して発生する磁界との比例関係、およびホール素子に付与される磁界とこの磁界に伴って発生するホール電圧との比例関係を各々利用することにより、電流検出の対象とする被検出電流路に流れる電流の電流量（大きさ）を検出するようにしている。すなわち、ホール素子を用いた電流センサでは、被検出電流路に流れる電流に起因して発生する磁界を上記ホール電圧として感知することによって、同被検出電流路中の電流検出を行うこととなる。   Generally, when a magnetic field is applied to the Hall element, a Hall voltage proportional to the strength of the applied magnetic field is generated in the Hall element. On the other hand, when a current flows through the current path, a magnetic field proportional to the magnitude (current amount) of the flowing current is generated around the current path. Therefore, in the current sensor using the Hall element, in view of such a phenomenon, the proportional relationship between the current flowing in the current path and the magnetic field generated due to the current, and the magnetic field applied to the Hall element and the current By utilizing the proportional relationship with the Hall voltage generated with the magnetic field, the current amount (magnitude) of the current flowing through the detected current path that is the current detection target is detected. That is, in a current sensor using a Hall element, current in the detected current path is detected by sensing a magnetic field generated due to a current flowing in the detected current path as the Hall voltage.

ただしここで、ホール素子に付与される磁界の強度が小さい領域では、上記ホール素子に付与される磁界とこの磁界に伴って発生するホール電圧との比例関係が維持され難くなる。しかもこの場合、電流路に流れる電流に起因して発生する磁界の強度がそもそも小さいため、ホール素子を用いたセンサとして、上述の原理のみを採用して電流路中の電流検出を行うこと自体が困難となる。そこで、このような電流センサでは通常、例えば特許文献１に見られるように、被検出電流路に流れる電流に起因して発生する磁界を集磁するコアを設ける構造なども採用されている。図１０に、この特許文献１に記載されている電流センサの基本的な構成を示す。   However, here, in a region where the intensity of the magnetic field applied to the Hall element is small, it is difficult to maintain a proportional relationship between the magnetic field applied to the Hall element and the Hall voltage generated along with the magnetic field. Moreover, in this case, since the intensity of the magnetic field generated due to the current flowing in the current path is small in the first place, as a sensor using a Hall element, it is necessary to detect the current in the current path using only the above-described principle. It becomes difficult. In view of this, such a current sensor normally employs a structure in which a core for collecting a magnetic field generated due to a current flowing in a current path to be detected is provided as disclosed in Patent Document 1, for example. FIG. 10 shows a basic configuration of the current sensor described in Patent Document 1.

同図１０に示されるように、この電流センサ１０１は、被検出電流路ＩＳ１１に流れる電流ｉａに起因して発生する磁界を集磁するためのコア１０２とホール素子１０３とを基本的に有して構成されている。このうち、コア１０２は、被検出電流路ＩＳ１１を囲うように側断面略Ｃ字状に形成されている。一方、ホール素子１０３は、同コア１０２にて対向する２つの端面に挟まれるかたちで配設されている。被検出電流路ＩＳ１１およびコア１０２およびホール素子１０３のこのような配置関係では、被検出電流路ＩＳ１１に流れる電流ｉａに起因して発生する磁界は、コア１０２により集磁され、同図１０に白抜き矢印にて示すかたちで上記ホール素子１０３に作用するようになる。すなわち、このようなコア１０２を通じて上記ホール素子１０３に付与される磁界の強度が所要に確保されるようになり、被検出電流路ＩＳ１１に流れる電流ｉａがたとえ小電流であっても、同電流ｉａの量（大きさ）を適切に検出することができるようになる。   As shown in FIG. 10, the current sensor 101 basically includes a core 102 and a Hall element 103 for collecting a magnetic field generated due to a current ia flowing through the detected current path IS11. Configured. Among these, the core 102 is formed in a substantially C-shaped side section so as to surround the detected current path IS11. On the other hand, the Hall element 103 is disposed so as to be sandwiched between two opposite end faces of the core 102. In such an arrangement relationship of the detected current path IS11, the core 102, and the Hall element 103, the magnetic field generated due to the current ia flowing through the detected current path IS11 is collected by the core 102. It acts on the Hall element 103 in the form indicated by the blank arrow. That is, the strength of the magnetic field applied to the Hall element 103 through the core 102 is ensured as required, and even if the current ia flowing through the detected current path IS11 is a small current, the current ia It becomes possible to appropriately detect the amount (size) of.

しかしながら、このような電流センサ１０１にあっては、被検出電流路ＩＳ１１に流れる電流ｉａが大電流（例えば＋数百Ａ）であるような場合には逆に、同被検出電流路ＩＳ１１中の電流検出が困難となる。すなわちこの場合、被検出電流路ＩＳ１１に流れる電流ｉａに起因して発生する磁界の強度も自ずと大きくなることから、上記コア１０２にこうした磁界が集磁されると、磁界強度の飽和を招くようになる。そして、このような飽和領域では、被検出電流路ＩＳ１１に流れる電流ｉａが変化してもコア１０２により集磁される磁界の強度はほとんど変化しないため、このような磁界の強度を上記ホール電圧として感知したところで、被検出電流路ＩＳ１１中の電流量を適切に検出することはできない。   However, in such a current sensor 101, when the current ia flowing in the detected current path IS11 is a large current (for example, + several hundreds A), conversely, in the detected current path IS11, Current detection becomes difficult. That is, in this case, the intensity of the magnetic field generated due to the current ia flowing through the detected current path IS11 naturally increases, so that when such a magnetic field is collected on the core 102, the magnetic field intensity is saturated. Become. In such a saturation region, the intensity of the magnetic field collected by the core 102 hardly changes even if the current ia flowing through the detected current path IS11 changes, and thus the intensity of such a magnetic field is used as the Hall voltage. Once sensed, the amount of current in the detected current path IS11 cannot be detected appropriately.

そこで従来は、電流検出の対象となる被検出電流路に電流の分流路を設け、この分流路に対して上記電流センサ１０１を設けることも提案されている。図１１に、このような構成についてその一例を示す。   Therefore, conventionally, it has also been proposed to provide a current shunt path in a detected current path that is a current detection target, and to provide the current sensor 101 for this shunt path. FIG. 11 shows an example of such a configuration.

同図１１に示されるように、このような構成では、被検出電流路ＩＳ１２に孔部Ｎが設けられ、この孔部Ｎの配設によって、被検出電流路ＩＳ１２には、主電流路ＩＳ１２ｂに対する分流路ＩＳ１２ａが形成されている。これにより、被検出電流路ＩＳ１２に電流ｉｂとして大電流が流れる場合であれ、分流路ＩＳ１２ａに流れる電流の電流量は自ずと小さくなる。したがって、この分流路ＩＳ１２ａに対して上記電流センサ１０１を配設するようにすることで、上述のコア１０２にて集磁される磁界の飽和も回避されるようになり、ひいては被検出電流路ＩＳ１２に流れる電流ｉｂについてもこれを適切に検出することができるようになる。ちなみに、この図１１に例示する電流センサ１０１を通じて電流ｉｂを検出する場合には、まず、ホール素子１０３によるホール電圧に基づいて分流路ＩＳ１２ａ中の電流量を検出する。そして次に、上記検出した分流路ＩＳ１２ａ中の電流量と、分流路ＩＳ１２ａおよび主電流路ＩＳ１２ｂの幅比（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１）とに基づいて被検出電流路ＩＳ１２中の電流量を検出する。
特開平０５−０３４３７５号公報 As shown in FIG. 11, in such a configuration, a hole N is provided in the detected current path IS12, and by providing the hole N, the detected current path IS12 is connected to the main current path IS12b. A branch channel IS12a is formed. Thereby, even when a large current flows as the current ib through the detected current path IS12, the amount of current flowing through the branch path IS12a is naturally reduced. Therefore, by arranging the current sensor 101 for the branch flow path IS12a, saturation of the magnetic field collected by the core 102 is avoided, and as a result, the detected current path IS12. This can also be detected appropriately for the current ib flowing through the. Incidentally, when the current ib is detected through the current sensor 101 illustrated in FIG. 11, first, the amount of current in the branch flow path IS <b> 12 a is detected based on the Hall voltage by the Hall element 103. Then, the current amount in the detected current path IS12 is detected based on the detected current amount in the branch path IS12a and the width ratio ((L1 + L2) / L1) of the branch path IS12a and the main current path IS12b. .
JP 05-034375 A

このように、上記従来の電流センサ１０１であっても、小電流から大電流までの広い範囲（ダイナミックレンジ）にわたって被検出電流路中の電流検出を行うことはできる。しかし、この従来の電流センサ１０１では、小電流を検出するために上述のコア１０２の配設が必須となる。しかも、大電流を検出する場合には、上述した分流路を別途設ける必要すらあり、広いダイナミックレンジにて電流検出を行う電流センサとしては汎用性に乏しいものとなっている。   As described above, even the conventional current sensor 101 can detect the current in the detected current path over a wide range (dynamic range) from a small current to a large current. However, in the conventional current sensor 101, it is essential to dispose the core 102 described above in order to detect a small current. In addition, when a large current is detected, it is necessary to separately provide the above-described branch flow path, and the current sensor that performs current detection in a wide dynamic range is poor in versatility.

なお、電流センサとしては、巨大磁気抵抗素子を用いた電流センサも知られているが、このような巨大磁気抵抗素子を用いた電流センサでも、広いダイナミックレンジにて電流検出を行おうとすると、やはり被検出電流路に分流路を設ける必要がある。すなわち、電流センサとしての汎用性という意味では、このような巨大磁気抵抗素子を用いた電流センサにおいてもこうした実情は概ね共通したものとなっている。   In addition, as a current sensor, a current sensor using a giant magnetoresistive element is also known, but even with a current sensor using such a giant magnetoresistive element, if current detection is performed with a wide dynamic range, It is necessary to provide a shunt path in the detected current path. That is, in terms of versatility as a current sensor, such a situation is generally common even in a current sensor using such a giant magnetoresistive element.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検出電流路に流れる電流の大小にかかわらず、高い汎用性をもってそれら電流の電流量を検出することのできる電流センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a current sensor capable of detecting the current amount of these currents with high versatility regardless of the magnitude of the current flowing through the detected current path. It is to provide.

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の電流センサでは、磁界を検出する磁気検出素子を用いて電流検出の対象となる被検出電流路に流れる電流の電流量を検出する電流センサとして、前記被検出電流路に電流が流れることによって生ずる第１の磁気ベクトルに対して異なる角度に大きさおよび方向が一定な第２の磁気ベクトルを発生する磁界発生手段を備えるとともに、前記被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴って生ずる前記第１の磁気ベクトルと前記第２の磁気ベクトルとの合成ベクトルとして付与される磁気ベクトルの一方向への角度変化に対し、抵抗値が大きくなる角度をもって配置される第１の磁気抵抗素子と抵抗値が小さくなる角度をもって配置される第２の磁気抵抗素子とから構成される少なくとも一組の磁気検出素子が、前記合成ベクトルの変化する平面上に前記第１および第２の磁気抵抗素子が互いに９０度傾いた角度にて、かつ、その角度中心が前記被検出電流路に最大の電流が流れるときの前記合成ベクトルの角度と前記被検出電流路に最小の電流が流れるときの前記合成ベクトルの角度との平均角度となるように配置されてなり、前記合成ベクトルの角度変化に起因する前記第１および第２の磁気抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて前記被検出電流路に流れる電流の電流量を検出することとした。 In order to achieve such an object, in the current sensor according to claim 1, as a current sensor for detecting a current amount of a current flowing in a current path to be detected using a magnetic detection element that detects a magnetic field, Rutotomoni comprising a magnetic field generating means for the first magnitude and direction at different angles relative to the magnetic vector generates a constant second magnetic vector generated by a current flows in the object to be detected current path, wherein the current to be detected A resistance value is large with respect to an angular change in one direction of the magnetic vector given as a combined vector of the first magnetic vector and the second magnetic vector, which is generated in accordance with a change in the amount of current flowing through the road. consisting angle with it from the first magnetoresistive elements arranged with a second magnetoresistive element, the resistance value of which is arranged at an angle smaller of at least one pair constituted Gas detection element, wherein at the changing the on a plane first and second magnetoresistive element is inclined 90 degrees from each other an angle of the resultant vector, and the maximum current that angle centered on the object to be detected current path It is arranged to be an average angle between the angle of the combined vector when flowing and the angle of the combined vector when the minimum current flows through the detected current path, and the angle caused by the angle change of the combined vector The amount of current flowing through the detected current path is detected based on changes in the resistance values of the first and second magnetoresistive elements .

前述の通り、被検出電流路に電流が流れることによって生ずる磁界の強度、すなわち上記第１の磁気ベクトルの大きさは同被検出電流路中の電流量に比例する。一方、例えば永久磁石などから設けられる磁界発生手段による磁界の強度、すなわち上記第２の磁気ベクトルの大きさは上記被検出電流路中の電流量に依存しない。このため、上記第２の磁気ベクトルが上記第１の磁気ベクトルに対して異なる一定の角度方向に付与される上記構成では、これら第１および第２の磁気ベクトルの合成ベクトルが、上記被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴って角度変化するようになる。したがって、こうした合成ベクトルの角度変化を上記磁気検出素子にて感知するようにすることで、上記被検出電流路の電流検出を行うことができるようになる。 As described above, the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the detected current path, that is, the magnitude of the first magnetic vector is proportional to the amount of current in the detected current path. On the other hand, the strength of the magnetic field generated by the magnetic field generating means provided from, for example, a permanent magnet, that is, the magnitude of the second magnetic vector does not depend on the amount of current in the detected current path. For this reason, in the above configuration in which the second magnetic vector is applied in a constant angular direction different from the first magnetic vector, the combined vector of the first and second magnetic vectors is the detected current. The angle changes as the amount of current flowing through the path changes. Therefore, by detecting such a change in the angle of the combined vector with the magnetic detection element, current detection in the detected current path can be performed.

ちなみに、このような電流センサでは、被検出電流路に流れる電流が大電流であり、第１の磁気ベクトルの大きさが第２の磁気ベクトルに対して過大になると、上記合成ベクトルがこの第１の磁気ベクトルの向き（角度）に依存するようになることがある。そしてこの場合、被検出電流路に流れる電流の電流量が変化しても上記合成ベクトルはほとんど角度変化しなくなるため、合成ベクトルの角度変化を磁気検出素子にて感知して上記被検出電流路中の電流検出を行うことが困難となる。ただし、上記構成では、上記第２の磁気ベクトルを、上記第１の磁気ベクトルの大きさに対応した適切な大きさに設定するようにするだけで、上記合成ベクトルがこの第１の磁気ベクトルの向き（角度）に依存することも回避されるようになる。したがって、こうした原理に基づいて電流検出を行う電流センサでは、被検出電流路に流れる電流の大小にかかわらず、高い汎用性をもってそれら電流の電流量を検出することが可能となる。   Incidentally, in such a current sensor, when the current flowing in the current path to be detected is a large current and the magnitude of the first magnetic vector is excessive with respect to the second magnetic vector, the combined vector becomes the first current vector. May depend on the direction (angle) of the magnetic vector. In this case, even if the amount of current flowing through the detected current path changes, the combined vector hardly changes in angle. Therefore, a change in the angle of the combined vector is detected by the magnetic detection element, and the detected current path is detected. It is difficult to detect the current. However, in the above-described configuration, the composite vector becomes the first magnetic vector only by setting the second magnetic vector to an appropriate magnitude corresponding to the magnitude of the first magnetic vector. Dependence on the direction (angle) is also avoided. Therefore, a current sensor that performs current detection based on such a principle can detect the current amount of these currents with high versatility regardless of the magnitude of the current flowing through the detected current path.

なお、上記磁気検出素子としては、磁気ベクトルの角度変化を抵抗値の変化として感知する磁気抵抗素子、磁界強度の変化を抵抗値の変化として感知する巨大磁気抵抗素子、さらには磁界強度に応じたホール電圧を発生するホール素子、等々の採用が考えられる。ただし、上記合成ベクトルの角度変化の感知を通じて被検出電流路の電流検出を行う上述の原理に鑑み、ここでは上記磁気検出素子として、上記被検出電流路に流れる電流の電流量
の変化に伴って生ずる上記合成ベクトルの角度変化を抵抗値の変化として感知する磁気抵抗素子を採用するようにする。 The magnetic sensing element includes a magnetoresistive element that senses a change in the angle of the magnetic vector as a change in resistance value, a giant magnetoresistive element that senses a change in the magnetic field intensity as a change in resistance value, and further, depending on the magnetic field strength. It is conceivable to employ a Hall element that generates a Hall voltage. However, in view of the above-described principle of detecting the current in the detected current path through sensing the change in the angle of the combined vector , here, as the magnetic detection element, in accordance with the change in the amount of current flowing in the detected current path. so as to adopt a magnetoresistive element for sensing the angular change of the synthetic vector generated as a change in resistance.

また、請求項１にさらに記載するように、付与される磁気ベクトルの一方向への角度変化に対し、抵抗値が大きくなる角度をもって配置される第１の磁気抵抗素子と抵抗値が小さくなる角度をもって配置される第２の磁気抵抗素子との２種の磁気抵抗素子を備えるようにすれば、被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴う上記合成ベクトルの角度変化をより的確に検出することができるようになる。なお、この場合には特に、これら第１および第２の磁気抵抗素子を電気的にはハーフブリッジ回路として設けるようにすることが実用上より望ましい。このような構成では、被検出電流路の電流量の変化に伴う上記合成ベクトルの角度変化を上記第１および第２の磁気抵抗素子の中点電位の変化として容易に、且つ、より的確に感知することができるようになる。 Also, so that to further claim 1, with respect to angular change in one direction of the magnetic vector applied, the resistance value decreases as the first magnetoresistive element, the resistance value of which is arranged at a larger angle If two types of magnetoresistive elements, that is, the second magnetoresistive elements arranged at an angle, are provided, the angle change of the combined vector accompanying the change in the amount of current flowing in the detected current path can be more accurately performed. Can be detected. In this case, in particular, it is more practically desirable to electrically provide the first and second magnetoresistive elements as a half-bridge circuit. In such a configuration, a change in the angle of the combined vector accompanying a change in the amount of current in the detected current path can be easily and more accurately sensed as a change in the midpoint potential of the first and second magnetoresistive elements. Will be able to.

またさらに、請求項１に記載するように、前記第１および第２の磁気抵抗素子を、前記合成ベクトルの変化する平面上にて互いに９０度傾いた角度にて配置するようにすれば、被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴う上記合成ベクトルの角度変化を磁気抵抗素子の抵抗値の変化として検出し易くなる。具体的には、例えば上記第１および第２の磁気抵抗素子が上記ハーフブリッジとして形成される場合には、このハーフブリッジ回路から取り出される中点電位の変化が最も大きく現われるようになる。このため、上記合成ベクトルの角度変化の感知が容易となり、当該電流センサの電流の検出精度のさらなる向上が期待できるようになる。 Furthermore, in so that to claim 1, said first and second magneto-resistive element, if to place at an angle inclined 90 degrees to each other in the plane of varying the synthesis vector, It becomes easy to detect a change in the angle of the combined vector accompanying a change in the amount of current flowing through the detected current path as a change in the resistance value of the magnetoresistive element. Specifically, for example, when the first and second magnetoresistive elements are formed as the half bridge, a change in the midpoint potential extracted from the half bridge circuit appears most greatly. For this reason, it becomes easy to sense the angle change of the combined vector, and further improvement in the current detection accuracy of the current sensor can be expected.

ところで、上記ハーフブリッジ回路から取り出される中点電位は、上記合成ベクトルが上記第１の磁気抵抗素子および第２の磁気抵抗素子がなす角度のほぼ中央の角度付近で変化するとき、上記被検出電流路中の電流量の変化との関係で最も線形的に変化することがわかっている。したがって、請求項１に加えて記載するように、前記被検出電流路に流れる電流として予め想定される最大の電流が同被検出電流路に流れるときの前記合成ベクトルの角度である最大角度と、同じく前記被検出電流路に流れる電流として予め想定される最小の電流が同被検出電流路に流れるときの前記合成ベクトルの角度である最小角度との平均角度が、前記第１および第２の磁気抵抗素子がなす角度のほぼ中央の角度となるようにそれら第１および第２の磁気抵抗素子を配置するようにする。 By the way, the midpoint potential extracted from the half-bridge circuit is the current to be detected when the composite vector changes in the vicinity of the central angle formed by the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element. It has been found that it changes most linearly in relation to changes in the amount of current in the road. Therefore, so that be stated in addition to claim 1, the maximum angle and the angle of the combined vector when the maximum current that the is previously assumed as a current flowing in the detection current path flows in the current to be detected path Similarly, the average angle with the minimum angle that is the angle of the combined vector when the minimum current assumed in advance as the current flowing in the detected current path flows in the detected current path is the first and second The first and second magnetoresistive elements are arranged so that the angle is substantially the center of the angle formed by the magnetoresistive elements.

磁気抵抗素子のこのような配置態様では、上記合成ベクトルは、前記第１および第２の磁気抵抗素子がなす角度のほぼ中央の角度を中心にして角度変化するようになる。このため、上記中点電位に基づいて上記被検出電流路に流れる電流の電流量を検出するにあたって、上記中点電位が最も線形的に変化する領域を積極的に利用することができるようになり、被検出電流路に流れる電流の検出精度も確保されるようになる。なお、上記合成ベクトルの最大角度および最小角度の平均角度とは、同合成ベクトルの最大角度と最小角度とを加算して２で割った角度である。   In such an arrangement mode of the magnetoresistive elements, the combined vector is changed in angle about the substantially central angle of the angles formed by the first and second magnetoresistive elements. For this reason, in detecting the amount of current flowing through the detected current path based on the midpoint potential, the region where the midpoint potential changes most linearly can be actively used. Thus, the detection accuracy of the current flowing through the detected current path is also ensured. Note that the average angle of the maximum angle and the minimum angle of the combined vector is an angle obtained by adding the maximum angle and the minimum angle of the combined vector and dividing by two.

しかも、上述の中点電位の線形性は、第１の磁気抵抗素子から第２の磁気抵抗素子側に「３０度≦θ≦６０度」の角度範囲で上記合成ベクトルが角度変化するとき、好適に維持されることがわかっている。したがって、請求項１に記載の発明において、請求項３に記載の発明によるように、前記被検出電流路に流れる電流として予め想定される最小の電流が同被検出電流路に流れるときの前記合成ベクトルの角度である最小角度が、前記第１の磁気抵抗素子から前記第２の磁気抵抗素子側に３０度だけ傾いた角度となるように前記磁界発生手段による前記第２の磁気ベクトルの大きさを設定するようにすることがより望ましい。 Moreover, the above-described linearity of the midpoint potential is preferable when the resultant vector changes in an angle range of “30 degrees ≦ θ ≦ 60 degrees” from the first magnetoresistive element to the second magnetoresistive element. Is known to be maintained. Therefore, in the invention according to claim 1, as in the invention according to claim 3 , the combination when the minimum current assumed in advance as the current flowing through the detected current path flows through the detected current path. The magnitude of the second magnetic vector by the magnetic field generating means so that the minimum angle, which is the vector angle, is an angle inclined by 30 degrees from the first magnetoresistive element toward the second magnetoresistive element. It is more desirable to set.

このような構成では、先の請求項１における磁気抵抗素子の配置態様と相まって、上記合成ベクトルは、上記第１および第２の磁気抵抗素子がなす角度のほぼ中央の角度を中心に、第１の磁気抵抗素子から第２の磁気抵抗素子側に３０度〜６０度だけ傾いた範囲内で角度変化するようになる。このため、上記中点電位に基づいて上記被検出電流路の電流量を検出するにあたって、同中点電位が線形的に変化する領域のみを利用することができるようになり、被検出電流路の電流の検出精度もより確保されるようになる。 In such a configuration, in combination with the arrangement mode of the magnetoresistive elements in the first claim, the combined vector has the first angle about the substantially central angle formed by the first and second magnetoresistive elements. The angle changes within a range inclined by 30 to 60 degrees from the magnetoresistive element toward the second magnetoresistive element. For this reason, when detecting the current amount of the detected current path based on the midpoint potential, only the region where the midpoint potential changes linearly can be used. The current detection accuracy is further ensured.

なお、上記磁界発生手段としては、例えばコイルや、請求項１および請求項２に記載の発明によるように、永久磁石、等々が有効である。これらいずれを用いても、被検出電流路の電流検出を行うことはできるが、上記磁界発生手段としての扱いやすさやコスト面等からすれば、これを永久磁石によって形成することが実用上はより望ましい。 As the magnetic field generating means, for example, a coil, a permanent magnet, or the like as in the invention described in claims 1 and 2 is effective. Either of these can be used to detect the current in the current path to be detected. However, in terms of ease of handling as the magnetic field generating means and the cost, etc., it is practically more desirable to form this with a permanent magnet. desirable.

具体的には、請求項１に記載の発明によるように、上記磁界発生手段として２つの永久磁石を備え、これら２つの永久磁石の間に上記第１および第２の磁気抵抗素子を設けるようにすれば、上記第１および第２の磁気抵抗素子に対して上記第２の磁気ベクトルが直線的に作用するようになり、上記磁気抵抗素子の上記磁界発生手段に対する位置ずれによる影響が抑制されるようになる。 Specifically, as in the first aspect of the present invention, two permanent magnets are provided as the magnetic field generating means, and the first and second magnetoresistive elements are provided between the two permanent magnets. Then, the second magnetic vector acts linearly on the first and second magnetoresistive elements, and the influence of the displacement of the magnetoresistive elements on the magnetic field generating means is suppressed. It becomes like this.

あるいは、請求項２に記載の発明によるように、上記磁界発生手段として永久磁石と磁性体片とを備え、これら永久磁石と磁性体片との間に上記第１および第２の磁気抵抗素子を設けるようにしても先の請求項１に記載の発明と同様、上記第１および第２の磁気抵抗素子に対して上記第２の磁気ベクトルが直線的に作用するようになり、上記磁気抵抗素子の上記磁界発生手段に対する位置ずれによる影響が抑制されるようになる。しかもこの場合には、外乱磁界が上記磁性体片に集磁されるようにもなり、被検出電流路の電流の検出精度のさらなる向上が期待できるようになる。 Alternatively, according to a second aspect of the present invention, the magnetic field generating means includes a permanent magnet and a magnetic piece, and the first and second magnetoresistive elements are provided between the permanent magnet and the magnetic piece. as with the invention described in claim 1 previously be provided, the said second magnetic vector with respect to the first and second magnetic resistance element is to act in a straight line, the magnetoresistive element The influence of the positional deviation on the magnetic field generating means is suppressed. In addition, in this case, the disturbance magnetic field is also collected by the magnetic piece, and further improvement in detection accuracy of the current in the detected current path can be expected.

なお、上記磁界発生手段としては、請求項４に記載の発明によるように、上記第１の磁気ベクトルに対して直交する角度にて上記第２の磁気ベクトルを発生するようにすることが実用上より望ましい。このような構成では、上記被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴う上記合成ベクトルの角度変化が最も大きくなり、同合成ベクトルの角度変化の検出が容易になる。 As the magnetic field generating means, it is practical to generate the second magnetic vector at an angle orthogonal to the first magnetic vector, as in the fourth aspect of the invention. More desirable. In such a configuration, the angle change of the combined vector accompanying the change in the amount of current flowing through the detected current path becomes the largest, and the angle change of the combined vector can be easily detected.

はじめに、図１を参照して、この発明の原理について説明する。
いま、電流検出の対象となる被検出電流路ＩＳ１に同図１に示される白抜き矢印の方向に電流が流れているとすると、この被検出電流路ＩＳ１上にはベクトルＭＶ１ａ、ＭＶ１ｂ等の方向に作用する第１の磁気ベクトルが発生する。そして、こうした第１の磁気ベクトルに対して直交する角度、すなわちベクトルＢＶ１の方向に、例えばバイアス磁石等を用いて第２の磁気ベクトルを作用させたとする。 First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG.
Assuming that a current flows in the direction of the white arrow shown in FIG. 1 in the detected current path IS1 to be detected, the directions of the vectors MV1a, MV1b, etc. on the detected current path IS1. A first magnetic vector is generated which acts on. Then, it is assumed that the second magnetic vector is applied to the angle perpendicular to the first magnetic vector, that is, the direction of the vector BV1, using, for example, a bias magnet.

このような場合、上記第１の磁気ベクトルは、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流の電流量に比例して例えばベクトルＭＶ１ａ、ＭＶ１ｂ等のようにその大きさが変化する。一方、バイアス磁石等による第２の磁気ベクトルは、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流の電流量に依存せずベクトルＢＶ１の大きさで一定であるため、これら第１の磁気ベクトルと第２の磁気ベクトルとの合成ベクトルは、上記被検出電流路ＩＳ１に流れる電流の電流量の変化に伴って角度変化するようになる。   In such a case, the magnitude of the first magnetic vector changes in proportion to the amount of current flowing through the detected current path IS1, for example, vectors MV1a and MV1b. On the other hand, the second magnetic vector by the bias magnet or the like does not depend on the amount of current flowing through the detected current path IS1, and is constant at the magnitude of the vector BV1, and therefore, the first magnetic vector and the second magnetic vector. The combined vector with the vector changes in angle as the amount of current flowing through the detected current path IS1 changes.

例えば、同図１に示すように、被検出電流路ＩＳ１に電流が流れない場合、上記第１の磁気ベクトルは発生しないため、上記合成ベクトルは、上記第２の磁気ベクトルそのものとなりベクトルＢＶ１の方向に作用する。一方、被検出電流路ＩＳ１に電流が流れ始め、この電流によって上記第１の磁気ベクトルがベクトルＭＶ１ａの大きさになると、上記合成ベクトルは、先のベクトルＢＶ１からベクトルＳＶ１ａに角度変化するようになる。また、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流の電流量がさらに増大して第１の磁気ベクトルがベクトルＭＶ１ｂの大きさになると、上記合成ベクトルはベクトルＳＶ１ｂまで角度変化するようになる。   For example, as shown in FIG. 1, when the current does not flow through the detected current path IS1, the first magnetic vector is not generated. Therefore, the combined vector becomes the second magnetic vector itself, and the direction of the vector BV1 Act on. On the other hand, when a current starts to flow in the detected current path IS1, and the current causes the first magnetic vector to have the magnitude of the vector MV1a, the resultant vector changes in angle from the previous vector BV1 to the vector SV1a. . Further, when the amount of current flowing through the detected current path IS1 further increases and the first magnetic vector becomes the magnitude of the vector MV1b, the resultant vector changes its angle to the vector SV1b.

そこで、上記合成ベクトルのこのような角度変化を磁気抵抗素子の抵抗値の変化として感知するようにすることで、被検出電流路に流れる電流の電流量を検出することができるようになる。   Therefore, by sensing such a change in the angle of the combined vector as a change in the resistance value of the magnetoresistive element, the amount of current flowing through the detected current path can be detected.

具体的には、磁気抵抗素子として、第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂの２種の磁気抵抗素子を備え、これら磁気抵抗素子１ａ、１ｂを、互いに同一の形状および同一の材料とするとともに、上記合成ベクトルが変化する平面上に互いに９０度傾けて配置するようにする。また、これら磁気抵抗素子１ａ、１ｂを電気的にはハーフブリッジ回路として設け、該ハーフブリッジ回路を定電圧「Ｖｃｃ」にて定電圧駆動するようにする。   Specifically, the magnetoresistive element includes two types of magnetoresistive elements, the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b, and the magnetoresistive elements 1a and 1b have the same shape and the same material. At the same time, they are arranged so as to be inclined by 90 degrees on a plane on which the composite vector changes. The magnetoresistive elements 1a and 1b are electrically provided as a half bridge circuit, and the half bridge circuit is driven at a constant voltage by a constant voltage “Vcc”.

このような構成によれば、上記合成ベクトルの角度変化は、上記ハーフブリッジ回路の中点電位Ｖｍの変化として取り出されるようになる。したがって、この中点電位Ｖｍの変化の感知を通じて被検出電流路ＩＳ１に流れる電流の電流量を検出することができるようになる。   According to such a configuration, the change in angle of the combined vector is extracted as a change in the midpoint potential Vm of the half bridge circuit. Accordingly, the amount of current flowing through the detected current path IS1 can be detected through sensing the change in the midpoint potential Vm.

しかしながら、このような原理を採用して被検出電流路に流れる電流の電流量を検出する電流センサにあっては、被検出電流路に流れる電流が大電流であり、第１の磁気ベクトルの大きさが第２の磁気ベクトルに対して過大になると、上記合成ベクトルがこの第１の磁気ベクトルの向き（角度）に依存するようになることがある。そしてこの場合、被検出電流路に流れる電流の電流量が変化しても上記合成ベクトルはほとんど角度変化しなくなるため、合成ベクトルの角度変化を磁気検出素子にて感知して上記被検出電流路中の電流検出を行うことが困難となる。   However, in a current sensor that employs such a principle to detect the amount of current flowing through the detected current path, the current flowing through the detected current path is a large current, and the magnitude of the first magnetic vector is large. If the value becomes excessive with respect to the second magnetic vector, the combined vector may depend on the direction (angle) of the first magnetic vector. In this case, even if the amount of current flowing through the detected current path changes, the combined vector hardly changes in angle. Therefore, a change in the angle of the combined vector is detected by the magnetic detection element, and the detected current path is detected. It is difficult to detect the current.

ただし、上記電流センサでは、上記バイアス磁石による上記第２の磁気ベクトルを、上記第１の磁気ベクトルに対して適切な大きさに設定するようにするだけで、上記合成ベクトルがこの第１の磁気ベクトルの向き（角度）に依存することも回避されるようになる。したがって、こうした原理に基づいて電流検出を行う電流センサでは、被検出電流路に流れる電流の大小にかかわらず、高い汎用性をもってそれら電流の電流量を検出することが可能となる。   However, in the current sensor, the composite vector can be converted into the first magnetic vector only by setting the second magnetic vector by the bias magnet to an appropriate magnitude with respect to the first magnetic vector. Dependence on the direction (angle) of the vector is also avoided. Therefore, a current sensor that performs current detection based on such a principle can detect the current amount of these currents with high versatility regardless of the magnitude of the current flowing through the detected current path.

ところで、上記第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂが同図１に例示される態様にて配置されるとき、これら第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂの抵抗値Ｒａ、Ｒｂはそれぞれ、

Ｒａ＝Ｒ⊥ｓｉｎ２θ＋Ｒ‖ｃｏｓ２θ ・・・（１）
Ｒｂ＝Ｒ⊥ｃｏｓ２θ＋Ｒ‖ｓｉｎ２θ ・・・（２）
ただし、
θ：第１の磁気抵抗素子１ａに流れる電流の方向と同第１の磁気抵抗素子１ａに作用する磁気ベクトル（図１の例では合成ベクトル）とのなす角度
Ｒ⊥：「θ＝９０度」のときの磁気抵抗素子１ａの抵抗値
Ｒ‖：「θ＝０度」のときの磁気抵抗素子１ａの抵抗値

といった関係式にて表わされる。また、上記第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂが同図１に例示される態様にて配置されるとき、上記ハーフブリッジ回路から取り出される中点電位Ｖｍは、

Ｖｍ＝（Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ））×Ｖｃｃ ・・・（３）

といった関係式にて表わされる。そして、同中点電位Ｖｍに関して、上記式（１）〜（３）に基づいてさらに整理すると、

Ｖｍ＝（（１／２）−（ΔＲｃｏｓ２θ／４Ｒ０））×Ｖｃｃ ・・・（４）
ただし、
ΔＲ＝Ｒ‖−Ｒ⊥
Ｒ０＝（Ｒ⊥＋Ｒ‖）×（１／２）

といった関係式が得られる。 By the way, when the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged in the manner illustrated in FIG. 1, the resistance values Ra and Rb of the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are shown. Respectively

Ra = R ⊥ sin 2 θ + R ‖ cos 2 θ (1)
Rb = R ⊥ cos 2 θ + R || sin 2 θ ··· (2)
However,
θ: angle formed between the direction of the current flowing through the first magnetoresistive element 1a and the magnetic vector (the combined vector in the example of FIG. 1) acting on the first magnetoresistive element 1a R ：: “θ = 90 degrees” The resistance value of the magnetoresistive element 1a at the time R‖ : The resistance value of the magnetoresistive element 1a when “θ = 0 degrees”

It is expressed by the following relational expression. When the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged in the mode illustrated in FIG. 1, the midpoint potential Vm taken out from the half bridge circuit is

Vm = (Rb / (Ra + Rb)) × Vcc (3)

It is expressed by the following relational expression. Then, regarding the midpoint potential Vm, further arranging based on the above formulas (1) to (3),

Vm = ((1/2) − (ΔRcos 2θ / 4R 0 )) × Vcc (4)
However,
ΔR = R ‖ −R ⊥
R 0 = (R ⊥ + R ||) × (1/2)

The following relational expression is obtained.

この式（４）から明らかなように、上記ハーフブリッジ回路から取り出される中点電位Ｖｍは、「（１／２）×Ｖｃｃ」を基準として、「ｃｏｓ２θ」に比例して変化する。すなわち、図２に「ｃｏｓ２θ」の波形を示すように、中点電位Ｖｍは、上記合成ベクトルが上記第１の磁気抵抗素子１ａおよび第２の磁気抵抗素子１ｂのなす角度のほぼ中央の角度（θ＝４５度）付近で変化するとき、上記被検出電流路ＩＳ１中の電流量の変化との関係で最も線形的に変化する。したがって、第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂの配置態様としては、
・合成ベクトルの最大角度と該合成ベクトルの最小角度との平均角度が、上記第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂのなす角度のほぼ中央の角度となるようにそれら第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂが配置される態様（Ａ）。
を採用するようにすることがより望ましい。 As is apparent from the equation (4), the midpoint potential Vm extracted from the half bridge circuit changes in proportion to “cos 2θ” with “(1/2) × Vcc” as a reference. That is, as shown in the waveform of “cos 2θ” in FIG. 2, the midpoint potential Vm is an angle approximately at the center of the angle formed by the first magnetoresistive element 1 a and the second magnetoresistive element 1 b ( When changing in the vicinity of θ = 45 degrees), it changes most linearly in relation to the change in the amount of current in the detected current path IS1. Therefore, as an arrangement mode of the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b,
The average angle between the maximum angle of the combined vector and the minimum angle of the combined vector is approximately the center angle of the angles formed by the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b. (A) in which the magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged.
It is more desirable to adopt.

すなわち、この（Ａ）の態様では、上記合成ベクトルは、第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂのなす角度のほぼ中央の角度を中心にして角度変化するようになる。このため、上記中点電位Ｖｍに基づいて上記被検出電流路ＩＳ１中の電流量を検出するにあたって、上記中点電位Ｖｍが最も線形的に変化する領域を積極的に利用することができるようになり、被検出電流路ＩＳ１中の電流の検出精度も確保されるようになる。なお、上記（Ａ）の態様において、合成ベクトルの最大角度とは、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最大の電流が同被検出電流路ＩＳ１に流れるときの上記合成ベクトルの角度である。また、合成ベクトルの最小角度とは、同じく被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最小の電流が同被検出電流路ＩＳ１に流れるときの上記合成ベクトルの角度である。また、合成ベクトルの最大角度および最小角度の平均角度とは、同合成ベクトルの最大角度と最小角度とを加算して２で割った角度である。   That is, in the aspect of (A), the combined vector changes in angle about the substantially central angle of the angles formed by the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b. Therefore, in detecting the amount of current in the detected current path IS1 based on the midpoint potential Vm, the region where the midpoint potential Vm changes most linearly can be used positively. Thus, the detection accuracy of the current in the detected current path IS1 is also ensured. In the aspect of (A), the maximum angle of the combined vector is the angle of the combined vector when the maximum current assumed in advance as the current flowing through the detected current path IS1 flows through the detected current path IS1. It is. The minimum angle of the combined vector is the angle of the combined vector when the minimum current assumed in advance as the current flowing in the detected current path IS1 flows in the detected current path IS1. Further, the average angle of the maximum angle and the minimum angle of the combined vector is an angle obtained by adding the maximum angle and the minimum angle of the combined vector and dividing by two.

またさらに、図２に示される「ｃｏｓ２θ」の波形から明らかなように、上記中点電位Ｖｍの線形性は、第１の磁気抵抗素子１ａから第２の磁気抵抗素子１ｂ側に「３０度≦θ≦６０度」の角度範囲で上記合成ベクトルが角度変化するとき、好適に維持される。したがって、上記バイアス磁石による上記第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様としては、
・合成ベクトルの最小角度が、上記第１の磁気抵抗素子１ａから上記第２の磁気抵抗素子１ｂ側に３０度だけ傾いた角度となるように上記バイアス磁石による上記第２の磁気ベクトルの大きさが設定される態様（Ｂ）。
を採用するようにすることがより望ましい。 Further, as apparent from the waveform of “cos 2θ” shown in FIG. 2, the linearity of the midpoint potential Vm is “30 degrees ≦ from the first magnetoresistive element 1a to the second magnetoresistive element 1b side. This is preferably maintained when the resultant vector changes in the angle range of “θ ≦ 60 degrees”. Therefore, as a setting mode of the magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet,
The magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet so that the minimum angle of the combined vector is an angle inclined by 30 degrees from the first magnetoresistive element 1a toward the second magnetoresistive element 1b. Is set (B).
It is more desirable to adopt.

すなわち、この（Ｂ）の態様では、先の（Ａ）の態様と相まって、上記合成ベクトルは、上記第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂのなす角度のほぼ中央の角度を中心に、第１の磁気抵抗素子１ａから第２の磁気抵抗素子１ｂ側に３０度〜６０度だけ傾いた範囲内で角度変化するようになる。このため、上記中点電位Ｖｍに基づいて上記被検出電流路ＩＳ１の電流量を検出するにあたって、同中点電位Ｖｍが線形的に変化する領域のみを利用することができるようになり、被検出電流路ＩＳ１の電流の検出精度もより確保されるようになる。   That is, in the mode of (B), combined with the mode of (A) above, the combined vector is centered on an angle approximately at the center of the angles formed by the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b. The angle changes within a range inclined by 30 to 60 degrees from the first magnetoresistive element 1a to the second magnetoresistive element 1b. For this reason, when detecting the current amount of the detected current path IS1 based on the midpoint potential Vm, only the region where the midpoint potential Vm changes linearly can be used. The detection accuracy of the current in the current path IS1 is further ensured.

ここで、上記第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂの配置態様、および上記第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様としてそれぞれ、上記（Ａ）および（Ｂ）の態様を採用する場合のこれら磁気抵抗素子１ａ、１ｂの配置方法、および第２の磁気ベクトルの大きさの設定方法についてその例を図３および図４に示す。   Here, when the above aspects (A) and (B) are adopted as the arrangement form of the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b and the setting aspect of the magnitude of the second magnetic vector, respectively. Examples of the arrangement method of the magnetoresistive elements 1a and 1b and the method of setting the magnitude of the second magnetic vector are shown in FIGS.

すなわち、この図３において、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最大の電流（＋数百Ａ）と、同被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最小の電流（−数百Ａ）とは、同一の絶対値を有する正負の電流となっている。このような場合、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最大の電流（＋数百Ａ）が同被検出電流路ＩＳ１に流れるとき、上記第１の磁気ベクトルはベクトルＭＶ２ａとなり、また上記合成ベクトルの最大角度はベクトルＳＶ２ａの角度となる。一方、同被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最小の電流（−数百Ａ）が同被検出電流路ＩＳ１に流れるとき、第１の磁気ベクトルは、上記ベクトルＭＶ２ａと同じ大きさであり、且つ、同ベクトルＭＶ２ａに対して逆方向であるベクトルＭＶ２ｂとなり、また上記合成ベクトルの最小角度はベクトルＳＶ２ｂの角度となる。すなわち、上記合成ベクトルの平均角度は、上記第２の磁気ベクトルが作用する角度であるベクトルＢＶ１の角度となる。   That is, in FIG. 3, the maximum current (+ several hundreds A) assumed in advance as the current flowing in the detected current path IS1 and the minimum current (−−presumed as the current flowing in the detected current path IS1). Several hundred A) are positive and negative currents having the same absolute value. In such a case, when the maximum current (+ several hundreds A) assumed in advance as the current flowing in the detected current path IS1 flows in the detected current path IS1, the first magnetic vector becomes the vector MV2a, and The maximum angle of the combined vector is the angle of the vector SV2a. On the other hand, when the minimum current (−several hundreds A) assumed in advance as the current flowing through the detected current path IS1 flows through the detected current path IS1, the first magnetic vector is the same size as the vector MV2a. The vector MV2b is in the opposite direction to the vector MV2a, and the minimum angle of the combined vector is the angle of the vector SV2b. That is, the average angle of the combined vector is the angle of the vector BV1, which is the angle at which the second magnetic vector acts.

そこで、この合成ベクトルの平均角度が、第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂのなす角度のほぼ中央の角度となるようにそれら第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂを配置するようにすることで、上記（Ａ）の態様を採用することができるようになる。そして、こうして第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂが配置されて後、上記バイアス磁石による上記第２の磁気ベクトルの大きさを設定することとなる。すなわち、上記合成ベクトルの最小角度であるベクトルＳＶ２ｂの角度が、上記第１の磁気抵抗素子１ａから上記第２の磁気抵抗素子１ｂ側に３０度だけ傾いた角度となるように上記第２の磁気ベクトルの大きさを設定するようにすることで、上記（Ｂ）の態様を採用することができるようになる。   Therefore, the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged so that the average angle of the combined vector is substantially the center angle of the angle formed by the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b. By doing so, the aspect (A) can be adopted. Then, after the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged in this way, the magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet is set. That is, the second magnetic field SV2b, which is the minimum angle of the combined vector, is inclined by 30 degrees from the first magnetoresistive element 1a toward the second magnetoresistive element 1b. By setting the size of the vector, the mode (B) can be adopted.

他方、図４においては、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最大の電流（＋数百Ａ）に対し、同被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最小の電流（−数百Ａ）が絶対値の大きい負の電流となっている。このような場合、被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最大の電流（＋数百Ａ）が同被検出電流路ＩＳ１に流れるとき、上記第１の磁気ベクトルはベクトルＭＶ３ａとなり、また上記合成ベクトルの最大角度はベクトルＳＶ３ａの角度となる。一方、同被検出電流路ＩＳ１に流れる電流として予め想定される最小の電流（−数百Ａ）が同被検出電流路ＩＳ１に流れるとき、第１の磁気ベクトルは、上記ベクトルＭＶ３ａよりも大きく、且つ、同ベクトルＭＶ３ａに対して逆方向であるベクトルＭＶ３ｂとなり、また上記合成ベクトルの最小角度はベクトルＳＶ３ｂの角度となる。すなわち、上記合成ベクトルの平均角度は、同図４に示されるように、上記第２の磁気ベクトルが作用する角度であるベクトルＢＶ１からベクトルＳＶ３ｂ側に傾いた角度となる。   On the other hand, in FIG. 4, the minimum current (presumed as the current flowing in the detected current path IS1) in contrast to the maximum current (+ several hundreds A) assumed in advance as the current flowing in the detected current path IS1 -Several hundred A) is a negative current having a large absolute value. In such a case, when the maximum current (+ several hundreds A) assumed in advance as the current flowing in the detected current path IS1 flows in the detected current path IS1, the first magnetic vector becomes the vector MV3a, and The maximum angle of the combined vector is the angle of the vector SV3a. On the other hand, when the minimum current (−several hundred A) assumed in advance as the current flowing through the detected current path IS1 flows through the detected current path IS1, the first magnetic vector is larger than the vector MV3a, The vector MV3b is in the opposite direction to the vector MV3a, and the minimum angle of the combined vector is the angle of the vector SV3b. That is, as shown in FIG. 4, the average angle of the combined vector is an angle inclined toward the vector SV3b from the vector BV1 that is the angle at which the second magnetic vector acts.

そこで、この合成ベクトルの平均角度が、第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂのなす角度のほぼ中央の角度となるようにそれら第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂを配置するようにすることで、上記（Ａ）の態様を採用することができるようになる。そして、こうして第１および第２の磁気抵抗素子１ａ、１ｂが配置されて後、上記バイアス磁石による上記第２の磁気ベクトルの大きさを設定することとなる。すなわち、上記合成ベクトルの最小角度であるベクトルＳＶ３ｂの角度が、上記第１の磁気抵抗素子１ａから上記第２の磁気抵抗素子１ｂ側に３０度だけ傾いた角度となるように上記第２の磁気ベクトルの大きさを設定するようにすることで、上記（Ｂ）の態様を採用することができるようになる。   Therefore, the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged so that the average angle of the combined vector is substantially the center angle of the angle formed by the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b. By doing so, the aspect (A) can be adopted. Then, after the first and second magnetoresistive elements 1a and 1b are arranged in this way, the magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet is set. That is, the second magnetic field SV3b, which is the minimum angle of the combined vector, is inclined by 30 degrees from the first magnetoresistive element 1a toward the second magnetoresistive element 1b. By setting the size of the vector, the mode (B) can be adopted.

次に、こうした原理に基づいて構成したこの発明にかかる電流センサの一実施の形態について、図５および図６を参照して詳細に説明する。
この電流センサ１１は、図５に示されるように、上述のハーフブリッジ回路を備えて形成される磁気抵抗素子１２を有するセンサチップ１３と、同磁気抵抗素子１２に上記第２の磁気ベクトルを付与するバイアス磁石（磁界発生手段）１４とを基板１５上に備えている。そして、この基板１５が、樹脂などからなるモールド材（便宜上、図示略）によりモールドされた状態で当該電流センサ１１の電流検出の対象となるバスバーＢＳ上に設置される構造となっている。なお、この実施の形態にかかるバスバーＢＳには、車載バッテリからの出力電流や同車載バッテリへの充電電流となる電流Ｉｂ（−数百ＡＡ〜＋数百Ａ）、すなわち広いダイナミックレンジの電流が流れるようになっている。 Next, an embodiment of a current sensor according to the present invention configured based on such a principle will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, the current sensor 11 has a sensor chip 13 having a magnetoresistive element 12 formed with the above-described half-bridge circuit, and applies the second magnetic vector to the magnetoresistive element 12. A bias magnet (magnetic field generating means) 14 is provided on the substrate 15. And this board | substrate 15 becomes a structure installed on bus-bar BS used as the object of the electric current detection of the said current sensor 11 in the state molded by the molding material (for convenience, illustration omitted) which consists of resin. The bus bar BS according to this embodiment has an output current from the in-vehicle battery and a current Ib (−hundreds of AA to + several hundred A) serving as a charging current for the in-vehicle battery, that is, a current in a wide dynamic range. It comes to flow.

このような構成では、上述のように、バスバーＢＳの電流Ｉｂによって発生する第１の磁気ベクトルとバイアス磁石１４による第２の磁気ベクトルとの合成ベクトルが、上記電流Ｉｂの変化に伴って角度変化するようになる。そこで、電流センサ１１は、上述の原理に基づき、こうした合成ベクトルの角度変化を感知してバスバーＢＳに流れる電流の電流量を検出するようにしている。   In such a configuration, as described above, the combined vector of the first magnetic vector generated by the current Ib of the bus bar BS and the second magnetic vector generated by the bias magnet 14 changes in angle as the current Ib changes. To come. Therefore, the current sensor 11 detects the amount of current flowing through the bus bar BS by sensing such a change in the angle of the combined vector based on the principle described above.

また、この実施の形態では、上記磁気抵抗素子１２の配置態様、および上記バイアス磁石１４による第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様としてそれぞれ、上記（Ａ）および（Ｂ）の態様を採用するようにしている。このため、電流センサ１１によるバスバーＢＳの電流の検出精度が確保されている。   Further, in this embodiment, the above aspects (A) and (B) are adopted as the arrangement form of the magnetoresistive element 12 and the setting form of the magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet 14, respectively. I am doing so. For this reason, the detection accuracy of the current of the bus bar BS by the current sensor 11 is ensured.

しかも、図６と併せて示すように、この電流センサ１１は、上述のハーフブリッジ回路を２つ備えてそれを１組とした磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４からなるフルブリッジ回路として上記磁気抵抗素子１２を形成するようにしている。なお、この回路において、磁気抵抗素子ＭＲＥ２、ＭＲＥ３の間には定電圧「＋Ｖ」が印加され、また磁気抵抗素子ＭＲＥ１、ＭＲＥ４の各一端は各々接地されている。ちなみに、同回路では、磁気抵抗素子ＭＲＥ１およびＭＲＥ３が第１の磁気抵抗素子、磁気抵抗素子ＭＲＥ２およびＭＲＥ４が第２の磁気抵抗素子に各々相当する。   In addition, as shown in FIG. 6, the current sensor 11 includes the magnetoresistive element 12 as a full bridge circuit including the above-described two half bridge circuits and including the magnetoresistive elements MRE1 to MRE4 as one set. To form. In this circuit, a constant voltage “+ V” is applied between the magnetoresistive elements MRE2 and MRE3, and one ends of the magnetoresistive elements MRE1 and MRE4 are grounded. Incidentally, in the circuit, the magnetoresistive elements MRE1 and MRE3 correspond to the first magnetoresistive element, and the magnetoresistive elements MRE2 and MRE4 correspond to the second magnetoresistive element, respectively.

このようなフルブリッジ回路では、電流Ｉｂの変化に伴って上記合成ベクトルが例えばベクトルＳＶ４ａからベクトルＳＶ４ｂに変化するとき、磁気抵抗素子ＭＲＥ１およびＭＲＥ３の抵抗値が大きくなる一方、磁気抵抗素子ＭＲＥ２およびＭＲＥ４の抵抗値は小さくなる。そこで、こうした磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の各抵抗値の変化を、磁気抵抗素子ＭＲＥ１、ＭＲＥ２の中点電位Ｖａ、および磁気抵抗素子ＭＲＥ３、ＭＲＥ４の中点電位Ｖｂとしてこのフルブリッジ回路から取り出すとともに、これら中点電位ＶａおよびＶｂを所定の処理回路内の差動増幅器に入力して差動増幅するようにする。これにより、バスバーＢＳの電流変化に伴う合成ベクトルの角度変化が、上記差動増幅器の差動出力として現われるようになり、この差動出力に基づいてバスバーＢＳに流れる電流の電流量を検出することができるようになる。   In such a full bridge circuit, when the combined vector changes from, for example, the vector SV4a to the vector SV4b according to the change in the current Ib, the resistance values of the magnetoresistive elements MRE1 and MRE3 are increased, while the magnetoresistive elements MRE2 and MRE4 are increased. The resistance value of becomes smaller. Therefore, such changes in the resistance values of the magnetoresistive elements MRE1 to MRE4 are taken out from the full bridge circuit as the midpoint potential Va of the magnetoresistive elements MRE1 and MRE2 and the midpoint potential Vb of the magnetoresistive elements MRE3 and MRE4. These midpoint potentials Va and Vb are inputted to a differential amplifier in a predetermined processing circuit so as to be differentially amplified. As a result, a change in the angle of the combined vector accompanying a change in the current of the bus bar BS appears as a differential output of the differential amplifier, and the amount of current flowing through the bus bar BS is detected based on the differential output. Will be able to.

以上説明したように、この実施の形態にかかる電流センサによれば、以下に記載するような優れた効果が得られるようになる。
（１）バスバーＢＳに流れる電流の電流量の変化に伴う合成ベクトルの角度変化を磁気抵抗素子１２の抵抗値の変化として感知して同バスバーＢＳ中の電流検出を行うようにした。このため、バスバーＢＳに流れる電流の大小にかかわらず、高い汎用性をもってそれら電流の電流量を検出することができるようになる。 As described above, according to the current sensor according to this embodiment, the following excellent effects can be obtained.
(1) A change in the angle of the combined vector accompanying a change in the amount of current flowing through the bus bar BS is detected as a change in the resistance value of the magnetoresistive element 12, and the current in the bus bar BS is detected. For this reason, regardless of the magnitude of the current flowing through the bus bar BS, the current amount of these currents can be detected with high versatility.

（２）磁気抵抗素子１２として、第１の磁気抵抗素子（ＭＲＥ１、ＭＲＥ３）および第２の磁気抵抗素子（ＭＲＥ２、ＭＲＥ４）を備え、これら第１および第２の磁気抵抗素子を、上記合成ベクトルが角度変化する平面上にて互いに９０度傾いた角度にて配置するようにした。このため、上記合成ベクトルの角度変化の感知が容易となり、電流センサ１１の電流の検出精度のさらなる向上が期待できるようになる。   (2) The magnetoresistive element 12 includes a first magnetoresistive element (MRE1, MRE3) and a second magnetoresistive element (MRE2, MRE4), and the first and second magnetoresistive elements are combined with the combined vector. Are arranged at an angle of 90 degrees with respect to each other on a plane where the angle changes. For this reason, it becomes easy to sense the angle change of the combined vector, and further improvement in the current detection accuracy of the current sensor 11 can be expected.

（３）磁気抵抗素子１２の配置態様として、上記（Ａ）の態様を採用することとした。このため、フルブリッジ回路を構成する各ハーフブリッジ回路から取り出される中点電位Ｖａ、Ｖｂが最も線形的に変化する領域を積極的に利用することができるようになり、バスバーＢＳ中の電流の検出精度も確保されるようになる。   (3) As the arrangement mode of the magnetoresistive element 12, the mode (A) is adopted. For this reason, it becomes possible to actively use the region where the midpoint potentials Va and Vb taken out from the half-bridge circuits constituting the full-bridge circuit change most linearly, and to detect the current in the bus bar BS. Accuracy is also ensured.

（４）バイアス磁石１４による上記第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様として、上記（Ｂ）の態様を採用することとした。このため、フルブリッジ回路を構成する各ハーフブリッジ回路から取り出される中点電位Ｖａ、Ｖｂに基づいて上記バスバーＢＳの電流量を検出するにあたって、これら中点電位Ｖａ、Ｖｂが線形的に変化する領域のみを利用することができるようになり、バスバーＢＳの電流の検出精度もより確保されるようになる。   (4) As the mode of setting the magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet 14, the mode (B) is adopted. Therefore, when detecting the current amount of the bus bar BS based on the midpoint potentials Va and Vb taken out from the half-bridge circuits constituting the full bridge circuit, the midpoint potentials Va and Vb change linearly. As a result, only the current detection accuracy of the bus bar BS can be ensured.

（５）第１の磁気ベクトルに対して直交する角度にて上記バイアス磁石１４による第２の磁気ベクトルを作用させるようにしたため、上記バスバーＢＳに流れる電流の電流量の変化に伴う上記合成ベクトルの角度変化が最も大きくなり、同合成ベクトルの角度変化の検出が容易になる。   (5) Since the second magnetic vector by the bias magnet 14 is caused to act at an angle orthogonal to the first magnetic vector, the composite vector of the current accompanying the change in the amount of current flowing through the bus bar BS is changed. The angle change becomes the largest, and it becomes easy to detect the angle change of the combined vector.

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の各々を、図７に例示される磁気抵抗素子ＭＲＥの形状にて構成するようにすれば、これら各磁気抵抗素子の抵抗値を、小さな面積で効率的に確保することができるようになる。 In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
If each of the magnetoresistive elements MRE1 to MRE4 is configured in the shape of the magnetoresistive element MRE illustrated in FIG. 7, the resistance value of each of the magnetoresistive elements is efficiently secured in a small area. Will be able to.

・磁界発生手段として、図８に例示される２つのバイアス磁石（永久磁石）１４ａ、１４ｂや、図９に例示されるバイアス磁石（永久磁石）１４ｃおよび磁性体片１４ｄを採用するようにすれば、電流センサによる電流の検出精度を好適に維持することができるようになる。すなわち、磁気抵抗素子１２の近傍に１つのバイアス磁石が仮に配置される場合、同図８、図９に示すように、同バイアス磁石による第２の磁気ベクトルは磁気抵抗素子１２に対して曲線的に作用するベクトルＷＴＶとなる。この点、このように磁気抵抗素子１２を挟むかたちで２つのバイアス磁石１４ａ、１４ｂ、あるいはバイアス磁石１４ｃおよび磁性体片１４ｄを配置するようにすれば、これら磁石等によるバイアス磁界である第２の磁気ベクトルは上記磁気抵抗素子１２に対して直線的に作用するベクトルＳＴＶとなる。これにより、磁気抵抗素子１２の磁界発生手段を構成する磁石等に対する位置ずれによる影響が抑制されるようになり、ひいては電流センサによる電流の検出精度についてもこれが好適に維持されるようになる。   As the magnetic field generating means, the two bias magnets (permanent magnets) 14a and 14b illustrated in FIG. 8, and the bias magnet (permanent magnet) 14c and the magnetic piece 14d illustrated in FIG. 9 may be employed. The current detection accuracy by the current sensor can be suitably maintained. That is, if one bias magnet is disposed in the vicinity of the magnetoresistive element 12, the second magnetic vector by the bias magnet is curved with respect to the magnetoresistive element 12, as shown in FIGS. The vector WTV acting on In this regard, if the two bias magnets 14a and 14b, or the bias magnet 14c and the magnetic piece 14d are arranged in such a manner as to sandwich the magnetoresistive element 12, the second bias magnetic field generated by these magnets or the like is provided. The magnetic vector is a vector STV that linearly acts on the magnetoresistive element 12. As a result, the influence of the positional deviation of the magnetoresistive element 12 on the magnet or the like constituting the magnetic field generating means is suppressed, and as a result, the current detection accuracy by the current sensor is suitably maintained.

しかも、磁界発生手段として特に、バイアス磁石１４ｃおよび磁性体片１４ｄを採用する場合には、磁気抵抗素子１２の周辺に配置される各種磁性体による磁気的な影響、すなわち外乱磁界が上記磁性体片１４ｄにより集磁されるようになるため、この意味でも、電流センサによる電流の検出精度がより好適に維持されるようになる。   In addition, particularly when the bias magnet 14c and the magnetic piece 14d are employed as the magnetic field generating means, the magnetic influences caused by various magnetic bodies arranged around the magnetoresistive element 12, that is, the disturbance magnetic field is generated by the magnetic piece. Since magnetism is collected by 14d, the current detection accuracy by the current sensor is more suitably maintained in this sense.

・バイアス磁石１４は、バスバーＢＳに電流が流れることによって生ずる第１の磁気ベクトルに対して異なる角度、すなわちバスバーＢＳに流れる電流の電流量の変化に伴って生ずる上記合成ベクトルの角度変化を磁気抵抗素子１２にて感知することができるような角度に第２の磁気ベクトルを発生するものであればよい。   The bias magnet 14 reluctates a change in angle of the first vector generated by the current flowing through the bus bar BS, that is, a change in the angle of the combined vector caused by a change in the amount of current flowing through the bus bar BS. Any device that generates the second magnetic vector at an angle that can be sensed by the element 12 may be used.

・磁界発生手段はコイルを用いた電磁石等であってもよい。
・バスバーＢＳに流れる電流の電流量が変化することにより生ずる合成ベクトルの角度変化を磁気抵抗素子の抵抗値の変化として感知して同バスバーＢＳ中の電流検出を行う電流センサであれば、前記（１）の効果を得ることはできる。したがって、この（１）の効果を得る上では、第１および第２の磁気抵抗素子を電気的にフルブリッジ回路、ハーフブリッジ回路とする構成や、磁気抵抗素子の配置態様としての上記（Ａ）の態様、バイアス磁石による上記第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様としての上記（Ｂ）の態様等についてはこれらを割愛することも可能ではある。また、磁気抵抗素子としてこれも、例えば、付与される磁気ベクトルの一方向への角度変化に対し、抵抗値が大きくなる角度をもって配置される第１の磁気抵抗素子と抵抗値が小さくなる角度をもって配置される第２の磁気抵抗素子との２種の磁気抵抗素子を備えるものであってもよい。 The magnetic field generating means may be an electromagnet using a coil.
If the current sensor detects the current in the bus bar BS by detecting the change in the angle of the combined vector caused by the change in the amount of current flowing through the bus bar BS as the change in the resistance value of the magnetoresistive element, The effect of 1) can be obtained. Therefore, in order to obtain the effect (1), the first and second magnetoresistive elements are electrically full bridge circuits and half bridge circuits, and the arrangement of the magnetoresistive elements (A) It is also possible to omit the above-described aspect, the aspect (B) as the aspect of setting the magnitude of the second magnetic vector by the bias magnet, and the like. Also, as the magnetoresistive element, for example, the first magnetoresistive element arranged with an angle at which the resistance value increases with respect to an angle change in one direction of the applied magnetic vector and an angle at which the resistance value decreases. Two types of magnetoresistive elements including a second magnetoresistive element arranged may be provided.

・磁気検出素子としては、合成ベクトルの角度変化を何らかの物理的変化（抵抗値の変化やホール電圧の変化など）として感知可能な素子、例えば磁気抵抗素子や巨大磁気抵抗素子やホール素子などであればよい。   -The magnetic detection element may be an element that can detect the change in the angle of the composite vector as some physical change (such as a change in resistance or a change in Hall voltage), such as a magnetoresistive element, a giant magnetoresistive element, or a Hall element. That's fine.

この発明の原理を説明する平面図。The top view explaining the principle of this invention. 「ｃｏｓ２θ」の波形を示すグラフ。The graph which shows the waveform of "cos2 (theta)". 磁気抵抗素子の配置態様、および第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the arrangement | positioning aspect of a magnetoresistive element, and the setting aspect of the magnitude | size of a 2nd magnetic vector. 磁気抵抗素子の配置態様、および第２の磁気ベクトルの大きさの設定態様の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the arrangement | positioning aspect of a magnetoresistive element, and the setting aspect of the magnitude | size of a 2nd magnetic vector. この発明にかかる電流センサの一実施の形態についてその平面構造を示す平面図。The top view which shows the planar structure about one Embodiment of the current sensor concerning this invention. 同実施の形態の磁気抵抗素子の構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the magnetoresistive element of the embodiment. 磁気抵抗素子の別例を示す平面図。The top view which shows another example of a magnetoresistive element. 磁界発生手段の別例を示す平面図。The top view which shows another example of a magnetic field generation means. 磁界発生手段の別例を示す平面図。The top view which shows another example of a magnetic field generation means. 従来の電流センサを示す斜視図。The perspective view which shows the conventional current sensor. 従来の電流センサを示す斜視図。The perspective view which shows the conventional current sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１１…電流センサ、１２…磁気抵抗素子、１３…センサチップ、１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…バイアス磁石、１４ｄ…磁性体片、１５…基板。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Current sensor, 12 ... Magnetoresistive element, 13 ... Sensor chip, 14, 14a, 14b, 14c ... Bias magnet, 14d ... Magnetic body piece, 15 ... Board | substrate.

Claims (4)

磁界を検出する磁気検出素子を用いて電流検出の対象となる被検出電流路に流れる電流の電流量を検出する電流センサにおいて、
前記被検出電流路に電流が流れることによって生ずる第１の磁気ベクトルに対して異なる角度に大きさおよび方向が一定な第２の磁気ベクトルを発生する磁界発生手段を備えるとともに、前記被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴って生ずる前記第１の磁気ベクトルと前記第２の磁気ベクトルとの合成ベクトルとして付与される磁気ベクトルの一方向への角度変化に対し、抵抗値が大きくなる角度をもって配置される第１の磁気抵抗素子と抵抗値が小さくなる角度をもって配置される第２の磁気抵抗素子とから構成される少なくとも一組の磁気検出素子が、前記合成ベクトルの変化する平面上に前記第１および第２の磁気抵抗素子が互いに９０度傾いた角度にて、かつ、その角度中心が前記被検出電流路に最大の電流が流れるときの前記合成ベクトルの角度と前記被検出電流路に最小の電流が流れるときの前記合成ベクトルの角度との平均角度となるように配置されてなり、前記合成ベクトルの角度変化に起因する前記第１および第２の磁気抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて前記被検出電流路に流れる電流の電流量を検出するものであって、
前記磁界発生手段として２つの永久磁石を備え、前記第１および第２の磁気抵抗素子はこれら２つの永久磁石の間に配置されてなることを特徴とする電流センサ。 In a current sensor that detects the amount of current flowing through a detected current path that is a current detection target using a magnetic detection element that detects a magnetic field,
Magnetic field generating means for generating a second magnetic vector having a constant magnitude and direction at a different angle with respect to the first magnetic vector generated when a current flows through the detected current path; The resistance value increases with respect to a change in angle in one direction of the magnetic vector that is given as a combined vector of the first magnetic vector and the second magnetic vector, which occurs with a change in the amount of current flowing through At least one set of magnetic detection elements including a first magnetoresistive element arranged at an angle and a second magnetoresistive element arranged at an angle at which the resistance value becomes small are on a plane on which the composite vector changes. When the first and second magnetoresistive elements are inclined at an angle of 90 degrees with each other and the center of the angle is the maximum current flows through the detected current path The first vector and the first vector are arranged so as to be an average angle between the angle of the combined vector and the angle of the combined vector when the minimum current flows in the detected current path. Detecting the amount of current flowing through the detected current path based on a change in the resistance value of the second magnetoresistive element ;
A current sensor comprising two permanent magnets as the magnetic field generating means, wherein the first and second magnetoresistive elements are disposed between the two permanent magnets . 磁界を検出する磁気検出素子を用いて電流検出の対象となる被検出電流路に流れる電流の電流量を検出する電流センサにおいて、
前記被検出電流路に電流が流れることによって生ずる第１の磁気ベクトルに対して異なる角度に大きさおよび方向が一定な第２の磁気ベクトルを発生する磁界発生手段を備えるとともに、前記被検出電流路に流れる電流の電流量の変化に伴って生ずる前記第１の磁気ベクトルと前記第２の磁気ベクトルとの合成ベクトルとして付与される磁気ベクトルの一方向への角度変化に対し、抵抗値が大きくなる角度をもって配置される第１の磁気抵抗素子と抵抗値が小さくなる角度をもって配置される第２の磁気抵抗素子とから構成される少なくとも一組の磁気検出素子が、前記合成ベクトルの変化する平面上に前記第１および第２の磁気抵抗素子が互いに９０度傾いた角度にて、かつ、その角度中心が前記被検出電流路に最大の電流が流れるときの前記合成ベクトルの角度と前記被検出電流路に最小の電流が流れるときの前記合成ベクトルの角度との平均角度となるように配置されてなり、前記合成ベクトルの角度変化に起因する前記第１および第２の磁気抵抗素子の抵抗値の変化に基づいて前記被検出電流路に流れる電流の電流量を検出するものであって、
前記磁界発生手段として永久磁石と磁性体片とを備え、前記第１および第２の磁気抵抗素子はこれら永久磁石と磁性体片との間に配置されてなることを特徴とする電流センサ。 In a current sensor that detects the amount of current flowing through a detected current path that is a current detection target using a magnetic detection element that detects a magnetic field,
Magnetic field generating means for generating a second magnetic vector having a constant magnitude and direction at a different angle with respect to the first magnetic vector generated when a current flows through the detected current path; The resistance value increases with respect to a change in angle in one direction of the magnetic vector that is given as a combined vector of the first magnetic vector and the second magnetic vector, which occurs with a change in the amount of current flowing through At least one set of magnetic detection elements including a first magnetoresistive element arranged at an angle and a second magnetoresistive element arranged at an angle at which the resistance value becomes small are on a plane on which the composite vector changes. When the first and second magnetoresistive elements are inclined at an angle of 90 degrees with each other and the center of the angle is the maximum current flows through the detected current path The first vector and the first vector are arranged so as to be an average angle between the angle of the combined vector and the angle of the combined vector when the minimum current flows in the detected current path. Detecting the amount of current flowing through the detected current path based on a change in the resistance value of the second magnetoresistive element;
A current sensor comprising a permanent magnet and a magnetic piece as the magnetic field generating means, wherein the first and second magnetoresistive elements are disposed between the permanent magnet and the magnetic piece . 前記被検出電流路に流れる電流として予め想定される最小の電流が前記被検出電流路に流れるときの前記合成ベクトルの角度である最小角度が、前記第１の磁気抵抗素子から前記第２の磁気抵抗素子側に３０度だけ傾いた角度となるように前記磁界発生手段による前記第２の磁気ベクトルが設定されてなる請求項１または２に記載の電流センサ。 The minimum angle, which is the angle of the combined vector when the minimum current assumed in advance as the current flowing in the detected current path flows in the detected current path, is from the first magnetoresistive element to the second magnetic field. 3. The current sensor according to claim 1, wherein the second magnetic vector is set by the magnetic field generation means so that the angle is inclined by 30 degrees toward the resistance element. 前記磁界発生手段は、前記第１の磁気ベクトルに対して直交する角度にて前記第２の磁気ベクトルを発生する請求項１〜３のいずれか一項に記載の電流センサ。 The magnetic field generating means includes a current sensor according to any one of claims 1 to 3 for generating the second magnetic vector at an angle orthogonal to the first magnetic vector.
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JP4635944B2 (en) * 2006-04-07 2011-02-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 Measuring device
JP2012058150A (en) * 2010-09-10 2012-03-22 Alps Green Devices Co Ltd Current sensor
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JP5906488B2 (en) * 2012-02-20 2016-04-20 アルプス・グリーンデバイス株式会社 Current sensor
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