[go: up one dir, main page]

CN107076784B - 电流传感器 - Google Patents

电流传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN107076784B
CN107076784B CN201580058381.1A CN201580058381A CN107076784B CN 107076784 B CN107076784 B CN 107076784B CN 201580058381 A CN201580058381 A CN 201580058381A CN 107076784 B CN107076784 B CN 107076784B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
sensor
magnetic sensor
primary conductor
current
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201580058381.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107076784A (zh
Inventor
清水康弘
川浪崇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN107076784A publication Critical patent/CN107076784A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107076784B publication Critical patent/CN107076784B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • 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
    • G01R15/205—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 using magneto-resistance devices, e.g. field plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • 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
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/091—Constructional adaptation of the sensor to specific applications

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

本发明具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围一次导体和磁传感器的周围。磁传感器在输出特性上具有输出相对于与上述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域。磁性体部在磁化特性上具有在上述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域。从处于磁饱和区域内的状态的磁性体部漏出的磁场到达处于低输出区域内的状态的磁传感器，从而磁传感器的输出修正为测定电压值升高。

Description

电流传感器
技术领域
本发明涉及电流传感器，特别是，涉及通过检测与测定对象的电流相应地产生的磁场，从而对测定对象的电流的值进行测定的电流传感器。
背景技术
作为公开了电流传感器的结构的在先文献，有日本特开2010-2277号公报(专利文献1)以及国际公开第2011/155261号(专利文献2)。
在专利文献1记载的电流传感器中，针对U相、V相以及W相分别具备汇流条、绝缘基板、作为磁检测元件的霍尔IC、以及磁屏蔽体。在磁屏蔽体中，由上侧磁屏蔽构件和下侧磁屏蔽构件构成呈环状包围汇流条、绝缘基板以及霍尔IC的环状包围部，从而对外部磁场进行磁屏蔽。在上侧磁屏蔽构件和下侧磁屏蔽构件之间形成有空隙。空隙的高度方向上的位置与汇流条的高度方向上的位置相同或者在其附近，且空隙位于与汇流条的侧面对置的部分。霍尔IC配置在汇流条的中央部的上方。
专利文献2记载的电流传感器是磁平衡式电流传感器，其具备：磁阻元件，特性会根据来自被测定电流的感应磁场而变化；反馈线圈，配置在磁阻元件的附近，并产生抵消感应磁场的消除磁场；磁屏蔽件，使感应磁场衰减，并且增强消除磁场；以及硬偏置层，设置在磁屏蔽件上，抑制磁屏蔽件的磁滞。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-2277号公报
专利文献2：国际公开第2011/155261号
发明内容
发明要解决的课题
现有的电流传感器在具有霍尔元件或磁阻元件等的磁传感器检测的磁通量密度与输出电压成比例的线性区域内使用。即，现有的电流传感器在对产生超过磁传感器的线性区域的磁场的大电流进行测定的情况下，测定误差会增大，从而测定精度下降。
另一方面，在为了测定大电流而使用具备线性区域宽的磁传感器的电流传感器的情况下，因为磁传感器的灵敏度低，所以小电流的测定精度会下降。
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器。
用于解决课题的技术方案
基于本发明的第一局面涉及的电流传感器具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围一次导体以及磁传感器的周围。磁传感器在输出特性上具有输出相对于与上述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域。磁性体部在磁化特性上具有在上述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域。从处于磁饱和区域内的状态的磁性体部漏出的磁场到达处于低输出区域内的状态的磁传感器，从而磁传感器的输出修正为测定电压值升高。
基于本发明的第二局面涉及的电流传感器具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围一次导体以及磁传感器的周围。磁性体部具有平板部，上述平板部沿着磁传感器的检测轴的方向延伸，并与磁传感器隔开间隔地与磁传感器对置。从由于由上述电流产生的磁场而磁饱和的平板部漏出的磁场到达磁传感器，从而磁传感器的输出电压修正为接近与上述电流的值成比例的假想输出电压。
在本发明的一个方式中，磁性体部包括：第一磁性体部，具有平板部；以及第二磁性体部，位于与第一磁性体部分开的位置。对于由上述电流产生的磁场，第一磁性体部比第二磁性体部先磁饱和。
在本发明的一个方式中，第二磁性体部设置有空隙，并具有由于该空隙而在周向上变得不连续的筒形状。
在本发明的一个方式中，第二磁性体部具有经全周相连的筒形状。
在本发明的一个方式中，第二磁性体部包围第一磁性体部的周围。
在本发明的一个方式中，第一磁性体部位于第二磁性体部的上述空隙。
在本发明的一个方式中，第一磁性体部由至少一个第一磁性体构件构成。第二磁性体部由至少一个第二磁性体构件构成。
在本发明的一个方式中，第一磁性体构件具有平板形状。
在本发明的一个方式中，第一磁性体部由两个第一磁性体构件构成。磁传感器位于两个第一磁性体构件之间。
在本发明的一个方式中，一次导体具有平板形状。磁传感器设为能够检测与一次导体的厚度方向以及流过上述电流的方向这两者正交的方向上的磁场。
在本发明的一个方式中，磁传感器配置在一次导体的宽度方向上的中央部的、一次导体的厚度方向上的一侧以及另一侧中的至少一方。
在本发明的一个方式中，作为磁传感器，具备第一磁传感器和第二磁传感器。第一磁传感器和第二磁传感器位于夹着一次导体而彼此对置的位置。
在本发明的一个方式中，还具备计算部，上述计算部对第一磁传感器的检测值和第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出上述电流的值。对于由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度，第一磁传感器的检测值的相位和第二磁传感器的检测值的相位为反相。计算部是减法器或差动放大器。
在本发明的一个方式中，还具备计算部，上述计算部对第一磁传感器的检测值和第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出上述电流的值。对于由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度，第一磁传感器的检测值的相位和第二磁传感器的检测值的相位为同相。计算部是加法器或加法放大器。
发明效果
根据本发明，能够在维持电流传感器的灵敏度的同时扩大测定范围。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的外观的立体图。
图2是从箭头II方向对图1的电流传感器进行观察的侧视图。
图3是从III-III线箭头方向对图2的电流传感器进行观察的剖视图。
图4是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的结构的分解立体图。
图5是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的电路基板的外观的立体图。
图6是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的电路结构的电路图。
图7是示出比较例1涉及的一次导体的横截面形状的剖视图。
图8是示出实施例1涉及的一次导体的横截面形状的剖视图。
图9是示意性地示出在实施例1涉及的一次导体的周围产生的磁场的剖视图。
图10是示出位于比较例1和实施例1涉及的一次导体的宽度方向上的中央部的正上方或正下方的基准线上的、距一次导体的表面或背面的距离与一次导体的宽度方向(X轴方向)上的磁通量密度的关系的曲线图。
图11是示出现有的电流传感器的输出特性的曲线图。
图12是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器所包括的磁传感器的输出特性的曲线图。
图13是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器所包括的磁传感器中的磁通量密度与输出的误差率的关系的曲线图。
图14是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器所包括的磁性体部的磁化特性的曲线图。
图15是示出仅配置了本发明的实施方式1涉及的电流传感器所包括的第一磁性体部时的、磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率与输入电流的关系的曲线图。
图16是将电流传感器的输出的误差率、磁传感器的输出的误差率、以及在磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率进行重叠而示出的曲线图。
图17是示出磁性材料的相对导磁率与磁场的强度的关系的曲线图。
图18是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图19是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图20是示出在本发明的实施方式4涉及的电流传感器中对一次导体装配了印刷基板和磁性体构件的状态的剖视图。
图21是示出在本发明的实施方式4涉及的电流传感器中对一次导体装配印刷基板和磁性体构件之前的状态的剖视图。
图22是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图23是示出本发明的实施方式5的第一变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图24是示出本发明的实施方式5的第二变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图25是示出本发明的实施方式5的第三变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图26是示出本发明的实施方式5的第四变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图27是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图28是示出本发明的实施方式6的第一变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图29是示出本发明的实施方式6的第二变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图30是示出本发明的实施方式7涉及的电流传感器的结构的剖视图。
图31是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的立体图。
图32是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各实施方式涉及的电流传感器进行说明。在以下的实施方式的说明中，对于图中的相同或相当部分标注相同的附图标记，并不再重复其说明。
(实施方式1)
图1是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的外观的立体图。图2是从箭头II方向对图1的电流传感器进行观察的侧视图。图3是从III-III线箭头方向对图2的电流传感器进行观察的剖视图。图4是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的结构的分解立体图。图5是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的电路基板的外观的立体图。图6是示出本发明的实施方式1涉及的电流传感器的电路结构的电路图。在图1～3中，将后面说明的一次导体110的宽度方向设为X轴方向，将一次导体110的长度方向设为Y轴方向，将一次导体110的厚度方向设为Z轴方向，从而进行图示。
如图1～6所示，本发明的实施方式1涉及的电流传感器100具备流过测定对象的电流的一次导体110和检测由流过一次导体110的电流产生的磁场的强度的两个磁传感器。两个磁传感器由第一磁传感器120a和第二磁传感器120b构成。虽然在本实施方式中电流传感器100具备两个磁传感器，但不限于此，只要具备至少一个磁传感器即可。
进而，电流传感器100具备包围一次导体110以及两个磁传感器的周围的第一磁性体部170和包围第一磁性体部170的周围的第二磁性体部180。第一磁性体部170设置有空隙173，并具有由于空隙173而在周向上变得不连续的筒形状。第一磁性体部170具有后面说明的平板部。第二磁性体部180位于与第一磁性体部170分开的位置。
在本实施方式中，第一磁性体部170由两个第一磁性体构件171、172构成。但是，第一磁性体部170的结构不限于上述结构，只要由至少一个第一磁性体构件构成即可。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，两个第一磁性体构件171、172成为在彼此的端部彼此之间设置有空隙173的矩形形状，并包围一次导体110以及两个磁传感器的周围。具体地，两个第一磁性体构件171、172相对于后面说明的第一电路基板160a、第二电路基板160b以及被第一电路基板160a和第二电路基板160b夹着的部分的一次导体110隔开间隔包围其周围。
在本实施方式中，第二磁性体部180具有经全周相连的筒形状。第二磁性体部180由一个第二磁性体构件构成。但是，第二磁性体部180的结构不限于上述结构，只要由至少一个第二磁性体构件构成即可。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，第二磁性体构件成为矩形形状，并相对于两个第一磁性体构件171、172隔开间隔包围其周围。
像后面说明的那样，对于由流过一次导体110的电流产生的磁场，第一磁性体部170比第二磁性体部180先磁饱和。
一次导体110、第一电路基板160a、第二电路基板160b、两个第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件的各自的相对位置通过未图示的壳体等维持。优选为，壳体由聚苯硫醚等具有耐高温性的工程塑料等形成。在通过螺钉将第一电路基板160a以及第二电路基板160b分别与壳体进行紧固的情况下，优选用由非磁性材料构成的螺钉进行紧固，使得不会产生磁场的紊乱。
以下，对各结构进行详细说明。
在本实施方式中，一次导体110具有平板形状。一次导体110具有从一次导体110的表面贯通至背面的一个贯通部。具体地，在一次导体110的宽度方向上的中央部，设置有在俯视下为圆形的贯通孔110h。但是，未必一定在一次导体110设置有贯通部。电流在Y轴方向上流过一次导体110。
在本实施方式中，一次导体110由铜构成。但是，一次导体110的材料不限于此，也可以是银、铝等金属或包括这些金属的合金。一次导体110也可以实施表面处理。例如，也可以在一次导体110的表面设置有由镍、锡、银、铜等金属或包括这些金属的合金构成的至少一层镀层。
在本实施方式中，通过对薄板进行冲压加工，从而形成一次导体110。但是，一次导体110的形成方法不限于此，也可以通过切削、锻造或铸造等方法来形成一次导体110。
在本实施方式中，第一磁传感器120a与第一运算放大器140a以及第一无源元件150a一起安装在第一印刷基板130a。第一磁传感器120a配置在第一印刷基板130a的中央。第一磁传感器120a、第一印刷基板130a、第一运算放大器140a以及第一无源元件150a构成第一电路基板160a。第一印刷基板130a包括由玻璃环氧树脂或氧化铝构成的基板以及在基板上对铜箔等金属箔进行图案化而形成的布线。在第一电路基板160a构成有对来自第一磁传感器120a的信号进行运算的运算电路。
第二磁传感器120b与第二运算放大器140b以及第二无源元件150b一起安装在第二印刷基板130b。第二磁传感器120b配置在第二印刷基板130b的中央。第二磁传感器120b、第二印刷基板130b、第二运算放大器140b以及第二无源元件150b构成了二电路基板160b。第二印刷基板130b包括由玻璃环氧树脂或氧化铝构成的基板以及在基板上对铜箔等金属箔进行图案化而形成的布线。在第二电路基板160b构成有对来自第二磁传感器120b的信号进行运算的运算电路。
第一电路基板160a载置在一次导体110的表面上。第一磁传感器120a将第一印刷基板130a夹在第一磁传感器120a与一次导体110之间，并位于贯通孔110h的正上方。第二电路基板160b配置在一次导体110的背面上。第二磁传感器120b将第二印刷基板130b夹在第二磁传感器120b与一次导体110之间，并位于贯通孔110h的正下方。
即，第一磁传感器120a和第二磁传感器120b位于夹着一次导体110而彼此对置的位置。第一磁传感器120a配置在一次导体110的宽度方向(X轴方向)上的中央部的、一次导体110的厚度方向(Z轴方向)上的一侧(上方侧)。第二磁传感器120b配置在一次导体110的宽度方向(X轴方向)上的中央部的、一次导体110的厚度方向(Z轴方向)上的另一侧(下方侧)。
第一磁传感器120a和第二磁传感器120b各自的检测轴的方向(磁敏方向)为一次导体110的宽度方向(X轴方向)。即，第一磁传感器120a和第二磁传感器120b分别设为能够检测与一次导体110的厚度方向(Z轴方向)以及电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)这两者正交的方向(X轴方向)上的磁场。
第一磁传感器120a和第二磁传感器120b分别具有如下的输入输出特性，即，在检测到朝向检测轴的一个方向的磁场的情况下，以正值进行输出，且在检测到朝向与检测轴的一个方向相反的方向的磁场的情况下，以负值进行输出。
第一磁传感器120a和第二磁传感器120b分别具有由四个AMR(AnisotropicMagneto Resistance：各向异性磁阻)元件构成的惠斯登电桥型的电桥电路。另外，第一磁传感器120a和第二磁传感器120b各自也可以代替AMR元件而具有GMR(Giant MagnetoResistance：巨磁阻)、TMR(Tunnel Magneto Resistance：穿隧磁阻)、BMR(BalisticMagneto Resistance：直冲磁阻)、CMR(Colossal Magneto Resistance：庞磁阻)等磁阻元件。此外，第一磁传感器120a和第二磁传感器120b各自也可以具有由两个磁阻元件构成的半电桥电路。除此以外，作为第一磁传感器120a和第二磁传感器120b，还能够使用具有霍尔元件的磁传感器、具有利用磁阻抗效应的MI(Magneto Impedance：磁阻抗)元件的磁传感器或者磁通量闸门型磁传感器等。磁阻元件以及霍尔元件等磁元件可以进行树脂封装，或者也可以用硅树脂或环氧树脂等进行浇注封装。
第一磁传感器120a和第二磁传感器120b各自的AMR元件包括螺旋柱(barberpole)型电极，从而具有奇函数输入输出特性。具体地，第一磁传感器120a和第二磁传感器120b的各自的AMR元件包括螺旋柱型电极，从而被偏置为电流向给定的角度流过。第一磁传感器120a的AMR元件中的磁阻膜的磁化方向和第二磁传感器120b的AMR元件中的磁阻膜的磁化方向为相同方向。由此，能够减小由外部磁场的影响造成的输出精度的下降。
如图6所示，电流传感器100具备计算部190，所述计算部190通过对第一磁传感器120a的检测值和第二磁传感器120b的检测值进行运算，从而计算出流过一次导体110的电流的值。计算部190是差动放大器。但是，计算部190也可以是减法器。
如图1、3、4所示，从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)观察，两个第一磁性体构件171、172分别具有L字形状。两个第一磁性体构件171、172各自具有第一平板部171a、172a和与第一平板部171a、172a正交的第二平板部。两个第一磁性体构件171、172各自的第一平板部171a、172a与一次导体110位于彼此平行的位置。
即，第一磁性体构件171的第一平板部171a沿着第一磁传感器120a的检测轴的方向(磁敏方向)延伸，并与第一磁传感器120a隔开间隔地与第一磁传感器120a对置。第一磁性体构件172的第一平板部172a沿着第二磁传感器120b的检测轴的方向(磁敏方向)延伸，并与第二磁传感器120b隔开间隔地与第二磁传感器120b对置。
两个空隙173分别在电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)上从第一磁性体部170的一端延伸至另一端。从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)观察，两个空隙173分别位于第一磁性体构件171、172所成的矩形形状的对角。从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)观察，第一磁性体构件171、172所成的矩形形状的中心位置与一次导体110的贯通孔110h的位置重叠。
第一磁性体构件171、172分别由PC坡莫合金构成。第二磁性体构件由PC坡莫合金构成。PC坡莫合金是包含大约80％的Ni成分且剩余部分主要为Fe成分的合金。选定第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件各自的材料，使得对于由流过一次导体110的电流产生的磁场，第一磁性体部170比第二磁性体部180先磁饱和。作为第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件各自的材料，不限于上述材料，优选软铁钢、硅钢、电磁钢、PB坡莫合金、PC坡莫合金、镍合金、铁合金或铁氧体等导磁率和饱和磁通量密度高的磁性体材料。另外，PB坡莫合金是包含大约45％的Ni成分且剩余部分主要为Fe成分的合金。
在本实施方式中，通过对薄板进行冲压加工，从而分别形成第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件。但是，第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件的各自的形成方法不限于此，也可以通过切削、锻造或铸造等方法分别形成第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件。
第一磁性体构件171、172与第二磁性体构件之间的间隙优选用相对导磁率接近于1的材料填满。具体地，优选用树脂、无机物、陶瓷、或它们的复合材料、或空气等填满上述间隙。在树脂中，能够使用聚苯硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁酯树脂、液晶聚合物、聚酰胺类树脂、环氧树脂、或者酚醛树脂等。在无机物中，能够使用玻璃等。在陶瓷中，能够使用氧化铝或块滑石等。
在此，对于不具有贯通部的比较例1的一次导体110和设置有贯通孔110h的实施例1的一次导体110，对一次导体110的宽度方向(X轴方向)上的中央部的正上方或正下方的位置处的、距一次导体110的表面110s或背面110t的距离与磁通量密度的关系进行了仿真分析，并对其结果进行说明。
图7是示出比较例1涉及的一次导体的横截面形状的剖视图。图8是示出实施例1涉及的一次导体的横截面形状的剖视图。如图7、8所示，在比较例1以及实施例1中，一次导体110的横截面的外形设为宽度30mm且厚度2.5mm。在实施例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部，设置有直径为2mm的贯通孔110h。在比较例1和实施例1中，将流过一次导体110的电流的值设为100A，并如图7、8所示，通过仿真分析计算出位于一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方或正下方的基准线1上的磁通量密度分布。另外，在比较例1和实施例1中，未配置第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件。
图9是示意性地示出在实施例1涉及的一次导体的周围产生的磁场的剖视图。在图9中，在与图8相同的剖视下进行了图示。图10是示出位于比较例1和实施例1涉及的一次导体的宽度方向上的中央部的正上方或正下方的基准线上的、距一次导体的表面或背面的距离与一次导体的宽度方向(X轴方向)上的磁通量密度的关系的曲线图。在图10中，纵轴表示磁通量密度(mT)，横轴表示距一次导体110的表面110s或背面110t的距离(mm)。此外，在图10中，用实线表示实施例1涉及的一次导体110的数据，以点线表示比较例1涉及的一次导体110的数据。
如图9所示，根据所谓的右手定则，由流过位于贯通孔110h的左侧的一次导体110的电流10产生磁场110e。同样地，由流过位于贯通孔110h的右侧的一次导体110的电流10产生磁场110e。
在位于一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方的基准线1上，由流过位于贯通孔110h的左侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的Z轴方向上的磁通量密度LZ与由流过位于贯通孔110h的右侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的Z轴方向上的磁通量密度RZ互相抵消。另一方面，由流过位于贯通孔110h的左侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的X轴方向上的磁通量密度LX与由流过位于贯通孔110h的右侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的X轴方向上的磁通量密度RX互相叠加。
在位于一次导体110的宽度方向上的中央部的正下方的基准线1上，由流过位于贯通孔110h的左侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的Z轴方向上的磁通量密度LZ与由流过位于贯通孔110h的右侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的Z轴方向上的磁通量密度RZ互相抵消。另一方面，由流过位于贯通孔110h的左侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的X轴方向上的磁通量密度LX与由流过位于贯通孔110h的右侧的一次导体110的电流10产生的磁场110e造成的X轴方向上的磁通量密度RX互相叠加。
如图10所示，位于比较例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度，随着距一次导体110的表面110s的距离增大而下降。另一方面，关于位于实施例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度，直到距一次导体110的表面110s的距离达到4mm为止，随着距离增大而增加，在距一次导体110的表面110s为4mm以上且10mm以下的位置，则大致恒定。
与距一次导体110的表面110s的距离无关，位于实施例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度比位于比较例涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度低。这是因为，在贯通孔110h的部分没有电流流过。
同样地，位于比较例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正下方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度，随着距一次导体110的背面110t的距离增大而下降。另一方面，关于位于实施例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正下方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度，直到距一次导体110的背面110t的距离达到4mm为止，随着距离增大而增加，在距一次导体110的背面110t为4mm以上且10mm以下的位置，则大致恒定。
与距一次导体110的背面110t的距离无关，位于实施例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正下方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度比位于比较例涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正下方的基准线1上的X轴方向上的磁通量密度低。这是因为，在贯通孔110h的部分没有电流流过。
根据该仿真分析的结果可知，在本实施方式涉及的电流传感器100中，通过将第一磁传感器120a配置在一次导体110的贯通孔110h的正上方的位置，从而能够降低作用于第一磁传感器120a的磁通量密度。因此，即使在大电流流过一次导体110的情况下，也能够抑制第一磁传感器120a的磁阻元件的输出饱和。
同样地，通过将第二磁传感器120b配置在一次导体110的贯通孔110h的正下方的位置，从而能够降低作用于第二磁传感器120b的磁通量密度。因此，即使在大电流流过一次导体110的情况下，也能够抑制第二磁传感器120b的磁阻元件的输出饱和。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，不用依赖复杂的电路，能够通过在一次导体110设置有贯通孔110h的简易的构造降低作用于磁阻元件的磁通量密度。其结果是，能够使电流传感器100的输入动态范围扩大，从而能够通过电流传感器100准确地测定大电流。
此外，通过将第一磁传感器120a配置在一次导体110的贯通孔110h的正上方的位置，并将第二磁传感器120b配置在一次导体110的贯通孔110h的正下方的位置，从而能够降低分别作用于第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的X轴方向以及Z轴方向上的磁通量密度，因此能够抑制分别施加在第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的强度产生偏差。其结果是，能够通过电流传感器100稳定地测定被测定电流的大小。
如上所述，在位于实施例1涉及的一次导体110的宽度方向上的中央部的正上方或正下方的基准线1上，距一次导体110的表面110s或背面110t为4mm以上10mm以下的位置是x轴方向上的磁通量密度大致恒定的鲁棒(robust)区域。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，第一磁传感器120a将第一印刷基板130a夹在第一磁传感器120a与一次导体110之间，且位于贯通孔110h的正上方，从而第一磁传感器120a位于鲁棒区域内。即，适当地设定第一印刷基板130a的厚度，使得第一磁传感器120a位于鲁棒区域内。
同样地，在电流传感器100中，第二磁传感器120b将第二印刷基板130b夹在第二磁传感器120b与一次导体110之间，且位于贯通孔110h的正下方，从而第二磁传感器120b位于鲁棒区域内。即，适当地设定第二印刷基板130b的厚度，使得第二磁传感器120b位于鲁棒区域内。
通过使第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b分别位于鲁棒区域内，从而能够稳定地抑制分别施加在第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的强度产生偏差。其结果是，能够通过电流传感器100更稳定地测定被测定电流的大小。另外，在代替在一次导体110设置贯通孔110h而通过拉伸加工等设置了凹部的情况下，也同样能够形成鲁棒区域。
在此，对现有的电流传感器的输出特性进行说明。图11是示出现有的电流传感器的输出特性的曲线图。在图11中，纵轴表示输出电压V(V)，横轴表示输入电流I(A)。此外，在图11中，用双点划线表示对电流传感器100的输入电流的可测定范围的输出电压进行了直线近似的假想输出电压。具体地，假想输出电压是使用最小二乘法用一次函数对输入电流值以及输出电压值进行近似而求出的。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，输入电流的可测定范围为±800A。在输入电流的可测定范围内，输出电压与假想输出电压之间的误差收敛在允许范围内。输出电压与假想输出电压之间的误差的允许范围可根据电流传感器所要求的测定精度而适当地决定。如图11所示，关于现有的电流传感器，分别在输入电流为+800A附近以及-800A附近，输出电压与假想输出电压之间的误差增大并超过允许范围。
在此，对电流传感器的输出的误差率进行定义。
将输出电压与假想输出电压之差相对于作为电流传感器的输入电流的可测定范围的假想输出电压的最大值与最小值之间的间隔的满刻度的比率，定义为电流传感器的输出的误差率。
例如，如果设输入电流的可测定范围为±800A，且输入电流为800A时的假想输出电压为2.0V，输入电流为-800A时的假想输出电压为-2.0V，则满刻度为4.0V。在输入电流为600A时输出电压为1.48V且假想输出电压为1.5V的情况下，电流传感器的输出的误差率为(1.48-1.5)/4.0×100＝-0.5％。
像上述那样定义的电流传感器的输出的误差率由构成电流传感器的磁传感器以及磁性体部的各自的特性所决定。本发明的发明人发现，通过实现磁传感器的输出特性与磁性体部的磁化特性的优化组合，从而能够降低电流传感器的输出的误差率并且扩大输入电流的可测定范围。
以下，对实现磁传感器的输出特性与磁性体部的磁化特性的优化组合的具体的方法进行说明。
图12是示出本实施方式涉及的电流传感器包括的磁传感器的输出特性的曲线图。在图12中，纵轴表示输出电压V(V)，横轴表示磁通量密度B(mT)。此外，在图12中，用双点划线表示与电流传感器100的输入电流的可测定范围对应地对分别作用于第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的磁通量密度范围的输出电压进行了直线近似的假想输出电压。具体地，假想输出电压是使用最小二乘法用一次函数对磁通量密度以及输出电压值进行近似而求出的。另外，在图12中，示出了磁传感器单体的输出特性，不包含磁性体部对磁通量密度的影响。
在电流传感器100的输入电流为800A时，分别作用于第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的磁通量密度为10mT，在电流传感器100的输入电流为-800A时，分别作用于第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的磁通量密度为-10mT。
如图12所示，在分别作用于第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的磁通量密度范围，输出电压为三次曲线。即，第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b分别在输出特性中具有输出相对于与磁通量密度(输入电流值)成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域T1。随着磁通量密度从7mT增大至10mT，输出电压的绝对值的增加率减小，从而输出电压与假想输出电压的误差扩大。此外，随着输入电流值从-7mT减小至-10mT，输出电压的绝对值的增加率减小，从而输出电压与假想输出电压的误差扩大。
在此，对磁传感器的输出的误差率进行定义。
将输出电压与假想输出电压之差相对于作为与电流传感器的输入电流的可测定范围对应的磁通量密度范围的假想输出电压的最大值与最小值之间的间隔的满刻度的比率，定义为磁传感器的输出的误差率。
例如，如果设与输入电流的可测定范围为±800A相对应的磁通量密度范围为±10mT，且磁通量密度为10mT时的假想输出电压为2.0V，磁通量密度为-10mT时的假想输出电压为-2.0V，则满刻度为4.0V。在磁通量密度为8mT时输出电压为1.48V且假想输出电压为1.5V的情况下，电流传感器的输出的误差率为(1.48-1.5)/4.0×100＝-0.5％。
图13是示出本实施方式涉及的电流传感器包括的磁传感器中的磁通量密度与输出的误差率的关系的曲线图。在图13中，纵轴表示输出的误差率(％FS)，横轴表示磁通量密度B(mT)。如图13所示，在第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b各自中，磁通量密度为-7mT以下的范围和7mT以上的范围成为低输出区域T1。
图14是示出本实施方式涉及的电流传感器包括的磁性体部的磁化特性的曲线图。在图14中，纵轴表示磁通量密度B(mT)，横轴表示输入电流I(A)。此外，在图14中，用双点划线表示在电流传感器100的输入电流的可测定范围对作用于磁传感器的位置的磁场的磁通量密度进行了直线近似的假想磁通量密度。具体地，假想磁通量密度使用最小二乘法用一次函数对输入电流值以及磁通量密度进行近似而求出。另外，在图14中，示出了在一次导体110的周围仅配置有第一磁性体部170时作用于磁传感器的位置的磁场的磁通量密度，不包括磁传感器自身以及第二磁性体部180对磁通量密度的影响。
如图14所示，在电流传感器100的输入电流的可测定范围，作用于磁传感器的位置的磁场的磁通量密度为三次曲线。即，第一磁性体部170在磁化特性中具有在流过一次导体110的电流的绝对值为作为阈值的600A以上的范围导磁率下降的磁饱和区域T2。随着输入电流值从600A增大至800A，磁通量密度的绝对值的增加率增大。此外，随着输入电流值从-600A减小至-800A，磁通量密度的绝对值的增加率增大。
在此，对在一次导体110的周围仅配置有磁性体部时的磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率进行定义。
将磁通量密度与假想磁通量密度之差相对于作为电流传感器的输入电流的可测定范围的假想磁通量密度的最大值与最小值之间的间隔的满刻度的比率，定义为磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率。
例如，如果设输入电流的可测定范围为±800A，且输入电流为800A时的假想磁通量密度为20mT，输入电流为-800A时的假想磁通量密度为-20mT，则满刻度为40mT。在输入电流为750A时磁通量密度为20.5mT且假想磁通量密度为19.5mT的情况下，电流传感器的输出的误差率为(20.5-19.5)/40×100＝2.5％。
图15是示出仅配置有本实施方式涉及的电流传感器包括的第一磁性体部时的磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率与输入电流的关系的曲线图。在图15中，纵轴表示磁通量密度的误差率(％FS)，横轴表示输入电流I(A)。如图15所示，输入电流值为-600A以下的范围和600A以上的范围成为磁饱和区域T2。
图16是重叠示出电流传感器的输出的误差率、磁传感器的输出的误差率、以及磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率的曲线图。在图16中，纵轴表示磁通量密度的误差率(％FS)，横轴表示输入电流I(A)。此外，在图16中，用实线表示电流传感器的输出的误差率，用点线表示磁传感器的输出的误差率，用单点划线表示磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率。
如图16所示，在本实施方式涉及的电流传感器100中，通过使磁传感器的低输出区域T1与第一磁性体部170的磁饱和区域T2重叠，从而在输入电流的可测定范围内将电流传感器100的输出的误差率降低至±1.0％以内。在本实施方式中，将±1.0％以内的误差率设为允许范围。
从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部170漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的磁传感器，从而磁传感器的输出修正为测定电压值升高。
具体地，在处于低输出区域T1内的状态的磁传感器中，伴随着磁通量密度的增加(输入电流值的增加)的输出电压的绝对值的增加率减小。另一方面，在从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部170漏出的磁场中，伴随着输入电流值的增加的磁通量密度的绝对值的增加率增大。通过对该状态的磁传感器和第一磁性体部170进行组合，从而对磁传感器的输出电压进行修正而使其接近假想输出电压。
在本实施方式中，从由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和的平板部漏出的磁场到达磁传感器，从而磁传感器的输出电压修正为接近与流过一次导体110的电流的值成比例的假想输出电压。
具体地，从由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和的第一磁性体构件171的第一平板部171a漏出的磁场到达第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出电压修正为接近与流过一次导体110的电流的值成比例的假想输出电压。
同样地，从由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和的第一磁性体构件172的第一平板部172a漏出的磁场到达第二磁传感器120b，从而第二磁传感器120b的输出电压修正为接近与流过一次导体110的电流的值成比例的假想输出电压。
如上所述，通过在电流传感器100的输入电流的可测定范围将磁传感器的输出电压修正为接近假想输出电压，从而能够降低电流传感器100的输出的误差率，并且能够扩大输入电流的可测定范围。例如，能够将电流传感器100的输出的误差率降低到±1.0％以内，并且能够将输入电流的可测定范围扩大至±800A。
为了实现磁传感器的输出特性与磁性体部的磁化特性的优化组合，配合磁传感器的输出特性适当地设定磁性体部的磁化特性。作为决定磁性体部的磁化特性的因素，有构成磁性体部的材料的饱和磁通量密度、导磁率、以及磁性体部的形状。作为磁性体部的形状的因素，有磁性体构件的厚度、宽度和长度、以及空隙的大小和位置等。
通过在第一磁性体部170上设置空隙173，从而利用由流过一次导体110的电流产生的磁场来增加相对于在第一磁性体部170内环绕的磁通量的磁阻。其结果是，与未设置空隙173的情况相比较，能够增大第一磁性体构件171、172由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和时的输入电流的绝对值。
通过适当地设定这些因素，从而能够调整磁传感器的低输出区域T1与第一磁性体部170的磁饱和区域T2重叠的范围，从而能够适当地修正电流传感器100的输出。其结果是，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器100。
以下，对本实施方式涉及的电流传感器100具备的运算电路进行说明。如图9所示，作用于第一磁传感器120a的X轴方向上的磁通量的方向与作用于第二磁传感器120b的X轴方向磁通量的方向相反，因此，关于由流过一次导体110的电流产生的磁场的强度，第一磁传感器120a的检测值的相位与第二磁传感器120b的检测值的相位为反相。
因此，如果将第一磁传感器120a检测的磁场的强度设为正值，则第二磁传感器120b检测的磁场的强度为负值。第一磁传感器120a的检测值和第二磁传感器120b的检测值发送到计算部190。
计算部190从第一磁传感器120a的检测值减去第二磁传感器120b的检测值。其结果是，第一磁传感器120a的检测值的绝对值和第二磁传感器120b的检测值的绝对值相加。根据该相加结果，计算出流过了一次导体110的电流的值。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，一次导体110、第一印刷基板130a、以及第二印刷基板130b位于第一磁传感器120a与第二磁传感器120b之间，因此外部磁场源在物理上无法位于第一磁传感器120a与第二磁传感器120b之间。
因此，从外部磁场源施加到第一磁传感器120a的磁场中的检测轴的方向上的磁场分量的方向与从外部磁场源施加到第二磁传感器120b的磁场中的检测轴的方向上的磁场分量的方向成为相同的方向。因此，如果将第一磁传感器120a检测的外部磁场的强度设为正值，则第二磁传感器120b检测的外部磁场的强度也为正值。
其结果是，通过计算部190从第一磁传感器120a的检测值减去第二磁传感器120b的检测值，从而第一磁传感器120a的检测值的绝对值与第二磁传感器120b的检测值的绝对值相减。由此，基本检测不到来自外部磁场源的磁场。即，可降低外部磁场的影响。
作为本实施方式的变形例，也可以在第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b中将检测值为正的检测轴的方向设为彼此相反方向(相反180°)。在该情况下，如果将第一磁传感器120a检测的外部磁场的强度设为正值，则第二磁传感器120b检测的外部磁场的强度为负值。
另一方面，关于由流过一次导体110的电流产生的磁场的强度，第一磁传感器120a的检测值的相位与第二磁传感器120b的检测值的相位为同相。
在本变形例中，作为计算部190，代替差动放大器而使用加法器或加法放大器。关于外部磁场的强度，通过利用加法器或加法放大器将第一磁传感器120a的检测值和第二磁传感器120b的检测值相加，从而第一磁传感器120a的检测值的绝对值与第二磁传感器120b的检测值的绝对值相减。由此，基本检测不到来自外部磁场源的磁场。即，可降低外部磁场的影响。
另一方面，关于由流过一次导体110的电流产生的磁场的强度，通过利用加法器或加法放大器将第一磁传感器120a的检测值和第二磁传感器120b的检测值相加，从而第一磁传感器120a的检测值的绝对值和第二磁传感器120b的检测值的绝对值相加。根据该相加结果，计算出流过了一次导体110的电流的值。
像这样，也可以第一磁传感器120a和第二磁传感器120b的输入输出特性设为彼此相反的极性，并且代替差动放大器而使用加法器或加法放大器作为计算部。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，如上所述，第一磁性体构件171、172分别由PC坡莫合金构成，第二磁性体构件由PC坡莫合金构成。图17是示出磁性材料的相对导磁率与磁场的强度的关系的曲线图。在图17中，纵轴表示磁性材料的相对导磁率，横轴表示磁场的强度。磁性材料的导磁率越高，磁性材料作为磁屏蔽件的效果越大。如图17所示，在磁场的强度为1.0(Oe)左右时，PC坡莫合金的相对导磁率下降至与软铁钢以及电磁钢相同的程度。因此，来自外部磁场源的磁场基本不会被上述的计算部190检测到，从而与外部磁场的强度无关，能够降低外部磁场的影响。
如图1、图3所示，在本实施方式涉及的电流传感器100中，第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的周围分别被第一磁性体部170以及第二磁性体部180双重包围，因此能够可靠地抑制作为误差主要原因的外部磁场分别到达第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b。其结果是，能够使第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b各自不会感测到无用的外部磁场。即，第一磁性体部170以及第二磁性体部180分别作为磁屏蔽件发挥功能。
在本实施方式涉及的电流传感器100中，第二磁性体部180具有经全周相连的筒形状，从而在第二磁性体部180的周向上不存在成为外部磁场的侵入通路的空隙。因此，能够更可靠地抑制作为误差主要原因的外部磁场分别到达第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b。
此外，在本实施方式涉及的电流传感器100中，通过使第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b分别位于鲁棒区域内，从而电流传感器100的组装并不要求高精度，因此能够容易地制造电流传感器100。
以下，对本发明的实施方式2涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式2涉及的电流传感器200与实施方式1涉及的电流传感器的不同点仅在于，在第二磁性体部设置有空隙，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式2)
图18是示出本发明的实施方式2涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图18中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图18所示，在本发明的实施方式2涉及的电流传感器200中，第二磁性体部280设置有空隙273，所述第二磁性体部280具有由于空隙273而在周向上变得不连续的筒形状。在本实施方式中，第二磁性体部280由两个第二磁性体构件281、282构成。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，两个第二磁性体构件281、282构成在互相的端部彼此之间设置有空隙273的矩形形状，并相对于两个第一磁性体构件171、172隔开间隔包围其周围。
如图18所示，从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)观察，第二磁性体构件281、282分别具有L字形状。第二磁性体部280的空隙273位于第一磁性体构件171、172各自的角部171r、172r的外侧。
第二磁性体构件281、282分别具有第三平板部和与第三平板部正交的第四平板部。第二磁性体构件281、282各自的第三平板部与一次导体110位于互相平行的位置。第二磁性体构件281的第三平板部和第一磁性体构件172的第一平板部互相隔开间隔位于平行的位置。第二磁性体构件282的第三平板部和第一磁性体构件171的第一平板部互相隔开间隔位于平行的位置。
第二磁性体构件281的第四平板部和第一磁性体构件171的第二平板部互相隔开间隔位于平行的位置。第二磁性体构件282的第四平板部和第一磁性体构件172的第二平板部互相隔开间隔位于平行的位置。
两个空隙273分别在电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)上从第二磁性体部280的一端延伸至另一端。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，两个空隙273分别位于第二磁性体构件281、282构成的矩形形状的对角。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，第二磁性体构件281、282构成的矩形形状的中心位置与一次导体110的贯通孔110h的位置重叠。
虽然第二磁性体构件281、282分别由PC坡莫合金构成，但是第二磁性体构件281、282各自的材料不限于PC坡莫合金，优选为软铁钢、硅钢、电磁钢、PB坡莫合金、镍合金、铁合金或铁氧体等导磁率以及饱和磁通量密度高的磁性体材料。
在本实施方式中，通过对薄板进行冲压加工，从而分别形成第二磁性体构件281、282。但是，第二磁性体构件281、282各自的形成方法不限于此，也可以通过切削、锻造或铸造等方法分别形成第二磁性体构件281、282。
如图18所示，在本实施方式涉及的电流传感器200中，第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的周围分别被第一磁性体部170以及第二磁性体部280双重包围，因此能够抑制作为误差主要原因的外部磁场分别到达第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b。其结果是，能够使第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b各自不会感测到无用的外部磁场。即，第一磁性体部170以及第二磁性体部280分别作为磁屏蔽件发挥功能。
此外，第二磁性体部280的空隙273位于第一磁性体构件171、172各自的角部171r、172r的外侧，因此能够通过第一磁性体部170以及第二磁性体部280大致完全地包围第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的周围。因此，能够可靠地抑制作为误差主要原因的外部磁场分别到达第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b。
在本实施方式涉及的电流传感器200中，通过在第二磁性体部280设置空隙273，从而利用由流过一次导体110的电流产生的磁场或外部磁场来增加相对于在第二磁性体部280内环绕的磁通量的磁阻。其结果是，能够抑制第二磁性体构件281、282由于由流过一次导体110的电流产生的磁场或外部磁场而磁饱和。由此，能够维持第二磁性体部280的作为磁屏蔽件的功能，因此能够抑制外部磁场分别到达第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b。
在本实施方式涉及的电流传感器200中，也能够在降低电流传感器200的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器200。
以下，对本发明的实施方式3涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式3涉及的电流传感器300与实施方式2涉及的电流传感器的不同点仅在于，在一个印刷基板安装有两个磁传感器，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式3)
图19是示出本发明的实施方式3涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图19中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。如图19所示，在本发明的实施方式3涉及的电流传感器300中，印刷基板330c以将一次导体110插入到贯通孔330h的状态被保持。即，印刷基板330c位于与一次导体110垂直的位置。
第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b与差动放大器以及无源元件一起安装在印刷基板330c。另外，在图19中，差动放大器以及无源元件并未图示。差动放大器以及无源元件也可以安装在与安装有第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的印刷基板330c不同的印刷基板。
第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b夹着贯通孔330h位于互相相反侧。第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b分别位于相对于贯通孔330h隔开间隔的位置。在一次导体110插入到印刷基板330c的贯通孔330h的状态下，第一磁传感器120a位于贯通孔330h的正上方，第二磁传感器120b位于贯通孔330h的正下方。即，第一磁传感器120a和第二磁传感器120b夹着一次导体110位于互相相反侧。
在本实施方式涉及的电流传感器300中，第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b分别位于鲁棒区域内。即，适当地设定第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b各自与贯通孔330h的间隔，使得第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b位于鲁棒区域内。
第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b各自的检测轴的方向(磁敏方向)是一次导体110的宽度方向(X轴方向)。在本实施方式涉及的电流传感器300中，也能够降低分别作用于第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上的磁通量密度，因此能够抑制施加到第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的磁场的强度产生偏差。其结果是，通过电流传感器300能够稳定地测定被测定电流的大小。
在本实施方式涉及的电流传感器300中，也能够在降低电流传感器300的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器300。
以下，对本发明的实施方式4涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式4涉及的电流传感器400与实施方式3涉及的电流传感器的不同点仅在于，印刷基板以及磁性体构件构成为能够相对于一次导体进行拆装，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式4)
图20是示出在本发明的实施方式4涉及的电流传感器中对一次导体装配了印刷基板以及磁性体构件的状态的剖视图。图21是示出在本发明的实施方式4涉及的电流传感器中对一次导体装配印刷基板以及磁性体构件之前的状态的剖视图。在图20、图21中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图20、图21所示，在本发明的实施方式4涉及的电流传感器400中，第一磁性体构件171、第二磁性体构件281以及印刷基板430c通过由树脂或粘合剂等构成的第一接合构件491互相接合而成为一体。第一磁性体构件172以及第二磁性体构件282通过由树脂或粘合剂等构成的第二接合构件492互相接合而成为一体。
具体地，印刷基板430c的周面和第一磁性体构件171的内表面通过第一接合构件491而互相接合。互相对置的、第一磁性体构件171的第二平板部的外表面和第二磁性体构件281的第四平板部的内表面通过第一接合构件491而互相接合。互相对置的、第一磁性体构件172的第二平板部的外表面和第二磁性体构件282的第四平板部的内表面通过第二接合构件492而互相接合。在第一接合构件491以及第二接合构件492分别由树脂构成的情况下，上述的构件彼此通过热熔敷进行接合。
从印刷基板430c的周面中的、未被第一磁性体构件171以及第二磁性体构件281包围的端面侧朝向相反侧的端面设置有贯通槽430h。在印刷基板430c与第二磁性体构件281的第三平板部之间，设置有可插入第一磁性体构件172的第一平板部的间隙。
在对一次导体110装配印刷基板430c、第一磁性体构件171、172以及第二磁性体构件281、282时，使印刷基板430c、第一磁性体构件171以及第二磁性体构件281相对于一次导体110在箭头41所示的方向上接近，使得一次导体110插入到印刷基板430c的贯通槽430h。此外，使第一磁性体构件172以及第二磁性体构件282相对于一次导体110在箭头42所示的方向上接近，使得第一磁性体构件172的第一平板部插入到印刷基板430c与第二磁性体构件281的第三平板部之间的间隙。
如图20所示，在对一次导体110装配了印刷基板430c以及磁性体构件的状态下，印刷基板430c以将一次导体110插入到贯通槽430h的状态被保持。即，印刷基板430c位于与一次导体110垂直的位置。
在本实施方式中，两个空隙173以及两个空隙273分别被第一接合构件491以及第二接合构件492中的至少一方所填补。在本实施方式涉及的电流传感器400中，印刷基板430c以及磁性体构件构成为能够相对于一次导体110进行拆装，因此电流传感器400的组装以及分解容易。
此外，第二磁性体部280的空隙273位于第一磁性体构件171、172各自的角部171r、172r的外侧，从而能够通过第一磁性体部170以及第二磁性体部280大致完全地包围第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b的周围。因此，能够可靠地抑制作为误差主要原因的外部磁场分别到达第一磁传感器120a以及第二磁传感器120b。
在本实施方式涉及的电流传感器400中，也能够在降低电流传感器400的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器400。
以下，对本发明的实施方式5涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式5涉及的电流传感器500与实施方式1涉及的电流传感器的不同点主要在于，第一磁性体部的结构以及只配置有一个磁传感器，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式5)
图22是示出本发明的实施方式5涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图22中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。此外，在图22中，只图示了电路基板中的第一磁传感器120a。
如图22所示，在本发明的实施方式5涉及的电流传感器500中，作为磁传感器仅具备一个第一磁传感器120a。第一磁传感器120a位于一次导体110的正上方。另外，在本实施方式中，在一次导体110并未设置贯通部。
此外，在电流传感器500中，作为第一磁性体部570仅具备一个具有平板形状的第一磁性体构件。第一磁性体部570在一次导体110与第一磁传感器120a之间位于分别相对于它们隔开间隔的位置。第一磁性体部570和一次导体110位于互相平行的位置。
在本实施方式涉及的电流传感器500中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部570漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
因此，能够在降低电流传感器500的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器500。
另外，第一磁性体部570的位置不限于上述位置。以下，对本实施方式涉及的电流传感器500的第一变形例进行说明。
图23是示出本发明的实施方式5的第一变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图23中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图23所示，在本发明的实施方式5的第一变形例涉及的电流传感器500a中，第一磁性体部570在第一磁传感器120a与第二磁性体部180之间位于分别相对于它们隔开间隔的位置。
在本变形例涉及的电流传感器500a中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部570漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
进而，第一磁性体部570也可以由具有平板形状的两个第一磁性体构件构成。以下，对本实施方式涉及的电流传感器500的第二变形例进行说明。
图24是示出本发明的实施方式5的第二变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图24中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图24所示，在本发明的实施方式5的第二变形例涉及的电流传感器500b中，第一磁性体部570由具有平板形状的两个第一磁性体构件构成。
两个第一磁性体构件中的一个在一次导体110与第一磁传感器120a之间位于分别相对于它们隔开间隔的位置。两个第一磁性体构件中的另一个在第一磁传感器120a与第二磁性体部180之间位于分别相对于它们隔开间隔的位置。即，第一磁传感器120a位于两个第一磁性体构件之间。
在本变形例涉及的电流传感器500b中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部570漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
此外，第一磁性体构件和一次导体110也可以位于互相垂直的位置。以下，对本实施方式涉及的电流传感器500的第三变形例进行说明。
图25是示出本发明的实施方式5的第三变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图25中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图25所示，在本发明的实施方式5的第三变形例涉及的电流传感器500c中，第一磁性体部570在一次导体110与第二磁性体部180之间位于分别相对于它们隔开间隔的位置。
第一磁性体部570由具有平板形状的一个第一磁性体构件构成。第一磁性体部570与一次导体110位于互相垂直的位置。第一磁性体部570沿着第一磁传感器120a的检测轴的方向(磁敏方向)延伸，并与第一磁传感器120a隔开间隔地与第一磁传感器120a对置。
在本变形例涉及的电流传感器500c中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部570漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
进而，一次导体110也可以贯通第一磁性体部。以下，对本实施方式涉及的电流传感器500的第四变形例进行说明。
图26是示出本发明的实施方式5的第四变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图26中，以从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图26所示，在本发明的实施方式5的第四变形例涉及的电流传感器500d中，在构成第一磁性体部570的第一磁性体构件设置有贯通孔570h。一次导体110插入到第一磁性体构件的贯通孔570h。第一磁性体构件与一次导体110互不接触。第一磁性体构件的外缘与第二磁性体构件的内缘稍微隔开间隔而互相对置。第一磁性体部570沿着第一磁传感器120a的检测轴的方向(磁敏方向)延伸，且与第一磁传感器120a隔开间隔地与第一磁传感器120a对置。
在本变形例涉及的电流传感器500d中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部570漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
此外，第一磁传感器120a的周围被第一磁性体部570以及第二磁性体部580包围，因此能够抑制作为误差主要原因的外部磁场到达第一磁传感器120a。
以下，对本发明的实施方式6涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式6涉及的电流传感器600与实施方式1涉及的电流传感器的不同点主要在于，未配置第二磁性体部以及仅配置有一个磁传感器，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式6)
图27是示出本发明的实施方式6涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图27中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。此外，在图27中，仅图示了电路基板中的第一磁传感器120a。
如图27所示，在本发明的实施方式6涉及的电流传感器600中，作为磁传感器仅具备一个第一磁传感器120a。第一磁传感器120a位于一次导体110的正上方。另外，在本实施方式中，在一次导体110并未设置贯通部。电流传感器600不具备第二磁性体部。
在本实施方式涉及的电流传感器600中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部170漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
具体地，从由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和的第一磁性体构件171的第一平板部171a漏出的磁场到达第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出电压修正为接近与流过一次导体110的电流的值成比例的假想输出电压。
因此，能够在降低电流传感器600的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器600。
另外，第一磁性体部170中的空隙173的位置不限于如图27所示地由第一磁性体构件171、172构成的矩形形状的对角的位置。以下，对本实施方式涉及的电流传感器600的第一变形例进行说明。
图28是示出本发明的实施方式6的第一变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图28中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图28所示，在本发明的实施方式6的第一变形例涉及的电流传感器600a中，具备包围一次导体110以及一个磁传感器的周围的第一磁性体部170x。第一磁性体部170x由两个第一磁性体构件171x、172x构成。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，两个第一磁性体构件171x、172x构成在互相的端部彼此之间设置有空隙173x的矩形形状，并包围一次导体110以及磁传感器的周围。
如图28所示，从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)观察，两个第一磁性体构件171x、172x分别具有J字形状。两个第一磁性体构件171x、172x分别具有：第一平板部171xa、172xa；与第一平板部171xa、172xa正交的第二平板部；以及与第二平板部正交并与第一平板部171xa、172xa对置的第五平板部。两个第一磁性体构件171x、172x各自的第一平板部171xa、172xa与一次导体110位于互相平行的位置。
两个空隙173x分别在电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)上从第一磁性体部170x的一端延伸至另一端。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，两个空隙173x分别位于第一磁性体构件171x、172x构成的矩形形状的对角的附近，并分别位于第一平板部171xa、172xa与第五平板部之间。
在本变形例涉及的电流传感器600a中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部170x漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
具体地，从由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和的第一磁性体构件171x的第一平板部171xa漏出的磁场到达第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出电压修正为接近与流过一次导体110的电流的值成比例的假想输出电压。
另外，设置在第一磁性体部的空隙的数目不限于两个。以下，对本实施方式涉及的电流传感器600的第二变形例进行说明。
图29是示出本发明的实施方式6的第二变形例涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图29中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。
如图29所示，本发明的实施方式6的第二变形例涉及的电流传感器600b具备包围一次导体110以及一个磁传感器的周围的第一磁性体部170y。第一磁性体部170y由一个第一磁性体构件构成。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，第一磁性体构件构成在端部彼此之间设置有一个空隙173y的矩形形状，并包围一次导体110以及磁传感器的周围。
如图29所示，从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)观察，第一磁性体构件具有C字形状。第一磁性体构件具有：第一平板部171ya；与第一平板部171ya正交的第二平板部；与第二平板部正交并与第一平板部171ya对置的第五平板部；与第五平板部正交并与第二平板部对置的第六平板部；以及与第六平板部正交并与第五平板部对置的第七平板部。第一磁性体构件的第一平板部171ya与一次导体110位于互相平行的位置。
空隙173y在电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)上从第一磁性体部170y的一端延伸至另一端。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，空隙173y位于第一磁性体构件构成的矩形形状的对角的附近，并位于第一平板部171ya与第七平板部之间。
在本变形例涉及的电流传感器600b中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部170y漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
具体地，从由于由流过一次导体110的电流产生的磁场而磁饱和的第一磁性体构件的第一平板部171ya漏出的磁场到达第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出电压修正为接近与流过一次导体110的电流的值成比例的假想输出电压。
以下，对本发明的实施方式7涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式7涉及的电流传感器700与实施方式1涉及的电流传感器的不同点主要在于，第一磁性体部的结构、第二磁性体部的结构以及仅配置有一个磁传感器，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式7)
图30是示出本发明的实施方式7涉及的电流传感器的结构的剖视图。在图30中，用从与图3相同的方向对电流传感器进行观察的剖视进行图示。此外，在图30中，仅图示了电路基板中的第一磁传感器120a。
如图30所示，在本发明的实施方式7涉及的电流传感器700中，作为磁传感器仅具备一个第一磁传感器120a。第一磁传感器120a位于一次导体110的上方。另外，在本实施方式中，在一次导体110并未设置贯通部。
此外，电流传感器700具备包围一次导体110以及第一磁传感器120a的周围的磁性体部。磁性体部包括具有平板部的第一磁性体部770以及位于与第一磁性体部770分离的位置的第二磁性体部780。对于由流过一次导体110的电流产生的磁场，第一磁性体部770比第二磁性体部780先磁饱和。
从电流流过一次导体110的方向(Y轴方向)进行观察时，第二磁性体部780由具有C字形状的一个第二磁性体构件构成。从流过一次导体110的电流流过的方向(Y轴方向)观察，第二磁性体构件构成在端部彼此之间设置有一个空隙783的矩形形状，并包围一次导体110的周围。
第一磁性体部770由具有平板形状的一个第一磁性体构件构成。第一磁性体部770和一次导体110位于互相平行的位置。
第一磁传感器120a以及第一磁性体部770分别相对于第二磁性体部780隔开间隔而位于第二磁性体部780的空隙783。第一磁性体部770沿着第一磁传感器120a的检测轴的方向(磁敏方向)延伸，并与第一磁传感器120a隔开间隔地与第一磁传感器120a对置。从第一磁传感器120a观察，第一磁性体部770位于一次导体110的相反侧。
在本实施方式涉及的电流传感器700中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部770漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
此外，第一磁传感器120a的周围被第一磁性体部770以及第二磁性体部780包围，因此能够抑制作为误差主要原因的外部磁场到达第一磁传感器120a。
因此，能够在降低电流传感器700的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器700。
以下，对本发明的实施方式8涉及的电流传感器进行说明。另外，实施方式8涉及的电流传感器800与实施方式7涉及的电流传感器的不同主要在于第一磁性体部的结构，因此对于其它结构将不再重复说明。
(实施方式8)
图31是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的立体图。图32是示出本发明的实施方式8涉及的电流传感器的结构的俯视图。在图31、图32中，仅图示了电路基板中的第一磁传感器120a。
如图31、图32所示，在本发明的实施方式8涉及的电流传感器800中，磁性体部包括具有平板部的第一磁性体部870以及位于与第一磁性体部870分离的位置的第二磁性体部780。对于由流过一次导体110的电流产生的磁场，第一磁性体部870比第二磁性体部780先磁饱和。
第一磁传感器120a以及第一磁性体部870分别相对于第二磁性体部780隔开间隔而位于第二磁性体部780的空隙783。第一磁性体部870由互相对置且具有平板形状的两个第一磁性体构件构成。
第一磁传感器120a位于两个第一磁性体构件之间。两个第一磁性体构件分别沿着第一磁传感器120a的检测轴的方向(磁敏方向)延伸，并与第一磁传感器120a隔开间隔地与第一磁传感器120a对置。两个第一磁性体构件的每一个和一次导体110位于互相垂直的位置。
在本实施方式涉及的电流传感器800中，也能够通过使从处于磁饱和区域T2内的状态的第一磁性体部870漏出的磁场到达处于低输出区域T1内的状态的第一磁传感器120a，从而第一磁传感器120a的输出修正为测定电压值升高。
此外，第一磁传感器120a的周围被第一磁性体部870以及第二磁性体部780包围，因此能够抑制作为误差主要原因的外部磁场到达第一磁传感器120a。
因此，能够在降低电流传感器800的输出的误差率的同时扩大输入电流的可测定范围。即，能够得到在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器800。
在上述的各实施方式涉及的电流传感器的结构中，对可互相组合的结构进行了适当组合的变形例显然也包括在本发明的实施方式中。
应认为，此次公开的实施方式在所有的方面均为例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明示出，而是由权利要求书示出，并包括与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
附图标记说明
1：基准线，10：电流，100、200、300、400、500、500a、500b、600、600a、600b、700、800：电流传感器，110：一次导体，110e：磁场，110h、330h：贯通孔，110s：表面，110t：背面，120a：第一磁传感器，120b：第二磁传感器，130a：第一印刷基板，130b：第二印刷基板，140a：第一运算放大器，140b：第二运算放大器，150a：第一无源元件，150b：第二无源元件，160a：第一电路基板，160b：第二电路基板，170、170x、170y、570、770、870：第一磁性体部，171、171x、172、172x：第一磁性体构件，171a、171xa、171ya、172a、172xa：第一平板部，171r、172r：角部，173、173x、173y、273、783：空隙，180、280、780：第二磁性体部，190：计算部，281、282：第二磁性体构件，330c、430c：印刷基板，430h：贯通槽，491：第一接合构件，492：第二接合构件，T1：低输出区域，T2：磁饱和区域。

Claims (22)

1.一种电流传感器，具备：
一次导体，流过测定对象的电流；
至少一个磁传感器，检测由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度；以及
磁性体部，包围所述一次导体以及所述磁传感器的周围，
所述磁传感器在输出特性上具有输出相对于与所述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域，其中，所述假想输出电压是对所述电流的可测定范围的输出电压进行了直线近似而求出的，
所述磁性体部在磁化特性上具有在所述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域，
从处于所述磁饱和区域内的状态的所述磁性体部漏出的磁场到达处于所述低输出区域内的状态的所述磁传感器，从而所述磁传感器的输出修正为所述测定电压值升高。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，
所述一次导体具有平板形状，
所述磁传感器设为能够检测与所述一次导体的厚度方向以及流过所述电流的方向这两者正交的方向上的磁场。
3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其中，
所述磁传感器配置在所述一次导体的宽度方向上的中央部的、所述一次导体的厚度方向上的一侧以及另一侧中的至少一方。
4.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其中，
作为所述磁传感器，具备第一磁传感器和第二磁传感器，
所述第一磁传感器和所述第二磁传感器位于夹着所述一次导体而互相对置的位置。
5.根据权利要求4所述的电流传感器，其中，
还具备：计算部，对所述第一磁传感器的检测值和所述第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出所述电流的值，
对于由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度，所述第一磁传感器的检测值的相位和所述第二磁传感器的检测值的相位为反相，
所述计算部为减法器或差动放大器。
6.根据权利要求4所述的电流传感器，其中，
还具备：计算部，对所述第一磁传感器的检测值和所述第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出所述电流的值，
对于由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度，所述第一磁传感器的检测值的相位和所述第二磁传感器的检测值的相位为同相，
所述计算部为加法器或加法放大器。
7.一种电流传感器，具备：
一次导体，流过测定对象的电流；
至少一个磁传感器，检测由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度；以及
磁性体部，包围所述一次导体以及所述磁传感器的周围，
所述磁性体部具有：平板部，所述平板部沿着所述磁传感器的检测轴的方向延伸，并与所述磁传感器隔开间隔地与所述磁传感器对置，
从由于由所述电流产生的磁场而磁饱和的所述平板部漏出的磁场到达所述磁传感器，从而所述磁传感器的输出电压修正为接近与所述电流的值成比例的假想输出电压，其中，所述假想输出电压是对所述电流的可测定范围的输出电压进行了直线近似而求出的。
8.根据权利要求7所述的电流传感器，其中，
所述磁性体部包括：
第一磁性体部，具有所述平板部；以及
第二磁性体部，位于与所述第一磁性体部分开的位置，
对于由所述电流产生的磁场，所述第一磁性体部比所述第二磁性体部先磁饱和。
9.根据权利要求8所述的电流传感器，其中，
所述第二磁性体部设置有空隙，并具有由于该空隙而在周向上变得不连续的筒形状。
10.根据权利要求8所述的电流传感器，其中，
所述第二磁性体部具有经全周相连的筒形状。
11.根据权利要求9所述的电流传感器，其中，
所述第二磁性体部包围所述第一磁性体部的周围。
12.根据权利要求10所述的电流传感器，其中，
所述第二磁性体部包围所述第一磁性体部的周围。
13.根据权利要求9所述的电流传感器，其中，
所述第一磁性体部位于所述第二磁性体部的所述空隙。
14.根据权利要求8至13中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述第一磁性体部由至少一个第一磁性体构件构成，
所述第二磁性体部由至少一个第二磁性体构件构成。
15.根据权利要求14所述的电流传感器，其中，
所述第一磁性体构件具有平板形状。
16.根据权利要求14所述的电流传感器，其中，
所述第一磁性体部由两个所述第一磁性体构件构成，
所述磁传感器位于两个所述第一磁性体构件之间。
17.根据权利要求15所述的电流传感器，其中，
所述第一磁性体部由两个所述第一磁性体构件构成，
所述磁传感器位于两个所述第一磁性体构件之间。
18.根据权利要求7至13以及15至17中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述一次导体具有平板形状，
所述磁传感器设为能够检测与所述一次导体的厚度方向以及流过所述电流的方向这两者正交的方向上的磁场。
19.根据权利要求7至13以及15至17中的任一项所述的电流传感器，其中，
所述磁传感器配置在所述一次导体的宽度方向上的中央部的、所述一次导体的厚度方向上的一侧以及另一侧中的至少一方。
20.根据权利要求7至13以及15至17中的任一项所述的电流传感器，其中，
作为所述磁传感器，具备第一磁传感器和第二磁传感器，
所述第一磁传感器和所述第二磁传感器位于夹着所述一次导体而互相对置的位置。
21.根据权利要求20所述的电流传感器，其中，
还具备：计算部，对所述第一磁传感器的检测值和所述第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出所述电流的值，
对于由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度，所述第一磁传感器的检测值的相位和所述第二磁传感器的检测值的相位为反相，
所述计算部为减法器或差动放大器。
22.根据权利要求20所述的电流传感器，其中，
还具备：计算部，对所述第一磁传感器的检测值和所述第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出所述电流的值，
对于由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度，所述第一磁传感器的检测值的相位和所述第二磁传感器的检测值的相位为同相，
所述计算部为加法器或加法放大器。
CN201580058381.1A 2014-12-15 2015-11-17 电流传感器 Active CN107076784B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-252877 2014-12-15
JP2014252877 2014-12-15
PCT/JP2015/082235 WO2016098511A1 (ja) 2014-12-15 2015-11-17 電流センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107076784A CN107076784A (zh) 2017-08-18
CN107076784B true CN107076784B (zh) 2019-06-14

Family

ID=56126410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580058381.1A Active CN107076784B (zh) 2014-12-15 2015-11-17 电流传感器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10161971B2 (zh)
JP (1) JP6265282B2 (zh)
CN (1) CN107076784B (zh)
WO (1) WO2016098511A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6690433B2 (ja) * 2016-06-28 2020-04-28 日立金属株式会社 電流センサ
WO2018008180A1 (ja) * 2016-07-06 2018-01-11 アルプス電気株式会社 電流センサ
WO2018012034A1 (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 アルプス電気株式会社 電流センサ
KR101871214B1 (ko) * 2016-08-19 2018-06-27 부산대학교 산학협력단 실드 구조물 및 전류 센서
JP6699532B2 (ja) * 2016-12-12 2020-05-27 株式会社デンソー 電流センサ
CN110226094B (zh) * 2017-02-17 2021-04-20 阿尔卑斯阿尔派株式会社 电流传感器
JP2021028571A (ja) * 2017-09-27 2021-02-25 株式会社村田製作所 電流センサ
JP6890112B2 (ja) * 2018-11-15 2021-06-18 矢崎総業株式会社 電流検出装置
JP7099483B2 (ja) * 2020-02-21 2022-07-12 Tdk株式会社 電流センサ
CN111624386A (zh) * 2020-05-29 2020-09-04 新纳传感系统有限公司 一种电流传感器
DE102020208311A1 (de) 2020-07-02 2022-01-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sensoranordnung und Verfahren zum Messen eines elektrischen Stroms
JP7367224B2 (ja) * 2020-07-28 2023-10-23 アルプスアルパイン株式会社 電流センサ
EP3974845A1 (en) * 2020-09-24 2022-03-30 Melexis Technologies SA Current sensor system
JP2023073977A (ja) * 2021-11-16 2023-05-26 株式会社デンソー 電流センサ

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1272921A (zh) * 1998-12-15 2000-11-08 Tdk株式会社 磁传感器装置和电流传感器装置
WO2005005998A1 (de) * 2003-07-14 2005-01-20 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kag Messverfahren und messanordnung zum messen von strömen mit grossen dynamikbereich
CN1592853A (zh) * 2001-11-26 2005-03-09 旭化成电子株式会社 电流传感器
CN201173945Y (zh) * 2008-01-19 2008-12-31 苏州市苏电科技研究所 电流传感器
CN101562073A (zh) * 2008-04-16 2009-10-21 三菱电机株式会社 电流传感器
CN101809457A (zh) * 2007-07-26 2010-08-18 霍尼韦尔国际公司 具有被夹在中间的磁导率层的电流传感器
CN103080755A (zh) * 2010-08-31 2013-05-01 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
CN103403558A (zh) * 2011-03-07 2013-11-20 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
JP2014160035A (ja) * 2013-02-20 2014-09-04 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0292636A1 (de) * 1987-05-26 1988-11-30 Landis & Gyr Betriebs AG Messwandler zum Messen des in einem elektrischen Leiter fliessenden Stromes
JP2001281270A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Sumitomo Special Metals Co Ltd 分割型電流検出器
JP2002243766A (ja) * 2001-02-16 2002-08-28 Fuji Electric Co Ltd 電流センサ
JP2009058451A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Osaki Electric Co Ltd 電流センサ用磁気コアおよびこれを用いた電流センサ
JP5263494B2 (ja) 2008-06-19 2013-08-14 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
JP2011007685A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Alps Electric Co Ltd 磁気センサ
WO2011155261A1 (ja) 2010-06-09 2011-12-15 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気平衡式電流センサ
JP2012026966A (ja) * 2010-07-27 2012-02-09 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサ
WO2012120940A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 アルプス電気株式会社 電流センサ
JP2013246005A (ja) * 2012-05-24 2013-12-09 Fujikura Ltd 電流センサ
JP2015135288A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社デンソー 電流センサ

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1272921A (zh) * 1998-12-15 2000-11-08 Tdk株式会社 磁传感器装置和电流传感器装置
CN1592853A (zh) * 2001-11-26 2005-03-09 旭化成电子株式会社 电流传感器
WO2005005998A1 (de) * 2003-07-14 2005-01-20 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kag Messverfahren und messanordnung zum messen von strömen mit grossen dynamikbereich
CN101809457A (zh) * 2007-07-26 2010-08-18 霍尼韦尔国际公司 具有被夹在中间的磁导率层的电流传感器
CN201173945Y (zh) * 2008-01-19 2008-12-31 苏州市苏电科技研究所 电流传感器
CN101562073A (zh) * 2008-04-16 2009-10-21 三菱电机株式会社 电流传感器
CN103080755A (zh) * 2010-08-31 2013-05-01 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
CN103403558A (zh) * 2011-03-07 2013-11-20 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
JP2014160035A (ja) * 2013-02-20 2014-09-04 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于磁通门原理的高精度电流传感器的研制;吕冰 等;《电子世界》;20130715;第60-61页

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016098511A1 (ja) 2016-06-23
CN107076784A (zh) 2017-08-18
JPWO2016098511A1 (ja) 2017-04-27
US10161971B2 (en) 2018-12-25
US20170219634A1 (en) 2017-08-03
JP6265282B2 (ja) 2018-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107076784B (zh) 电流传感器
EP2801834B1 (en) Current sensor
US9797721B2 (en) Three-axis digital compass
US7394240B2 (en) Current sensor
US9279866B2 (en) Magnetic sensor
US10101413B2 (en) Magnetic field detection device
US20160169985A1 (en) Multicomponent magnetic field sensor
JP6503802B2 (ja) 磁気センサ
CN110716162B (zh) 一种垂直灵敏的磁传感器闭环式芯上在位反馈装置
CN110687485B (zh) 一种闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器
JP2016170167A (ja) 磁気センサ
CN105629023A (zh) 电流检测装置
JP2015200551A (ja) 磁気センサモジュール
JP2021081293A (ja) 磁気センサ
US20240393372A1 (en) Common mode field rejection magnetic current sensor
ITTO20111072A1 (it) Sensore di campo magnetico includente un sensore magnetico magnetoresistivo anisotropo ed un sensore magnetico hall
JP5799882B2 (ja) 磁気センサ装置
JP2012215405A (ja) 磁気センサ装置
WO2016035606A1 (ja) 電流センサ
JP6361740B2 (ja) 電流センサ
JP2000055998A (ja) 磁気センサ装置および電流センサ装置
TWI479171B (zh) 磁場感測裝置及方法
JP2013047610A (ja) 磁気平衡式電流センサ
JP2012159309A (ja) 磁気センサおよび磁気センサ装置
WO2016111278A1 (ja) 電流センサ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant