电流传感器以及电流检测方法与流程

本发明涉及一种电流传感器以及电流检测方法。

背景技术：

1、在专利文献1中公开了一种电流传感器，其具备供被测量电流流动的导体、在导体的附近相向地配置的两个磁电转换元件)、以及支承两个磁电转换元件的绝缘构件，其中，导体被配置为不与绝缘构件接触且不支承绝缘构件。在专利文献2中公开了一种基于瞬态电压的检测来控制磁场传感器集成电路的输出的电流传感器。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本专利第6321800号

5、专利文献2：美国专利申请公开第2018/0149713号说明书

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在如专利文献1所记载那样的具备多个磁电转换元件的电流传感器中，期望针对向导体施加的瞬态电压实现良好的电流的瞬态响应特性。

3、用于解决问题的方案

4、本发明的一个方式所涉及的电流传感器可以具备供作为测量对象的电流流动的导体。所述电流传感器可以具备第一磁电转换元件，该第一磁电转换元件隔着所述导体地配置，输出与磁场相应的信号。所述电流传感器也可以具备多个磁电转换元件，但在干扰磁场的影响小的设置场所、或能够通过磁屏蔽件等机构来抑制干扰磁场的情况下，也可以不具备多个磁电转换元件。所述电流传感器可以具备信号处理电路，该信号处理电路具有经由一对第一导线来与所述第一磁电转换元件的一对第一输出端子连接的一对第一输入端子。所述信号处理电路可以具有电压检测电路，该电压检测电路检测将从所述一对第一输出端子分别输出的各第一信号的电压进行合成而得到的同相电压。所述信号处理电路可以具有差动放大电路，该差动放大电路在所述同相电压为预先决定的阈值电压以下的情况下，输出以预先决定的增益对各所述第一信号进行放大后的信号，在所述同相电压超过所述预先决定的阈值电压的情况下，输出以与预先决定的增益相比降低了的增益对各所述第一信号进行放大后的信号。所述信号处理电路可以具有校正电路，该校正电路对所述差动放大电路的输出信号进行校正。所述校正电路可以基于动作温度，按照预先决定的温度校正系数，来校正所述输出信号。所述电流传感器可以基于由所述校正电路进行校正后的所述输出信号，来导出在所述导体中流动的电流的电流值。

5、所述电流传感器可以还具备第二磁电转换元件，该第二磁电转换元件隔着所述导体而与所述第一磁电转换元件彼此相向地配置，输出与磁场相应的信号。所述信号处理电路可以还具有经由一对第二导线来与所述第二磁电转换元件的一对第二输出端子连接的一对第二输入端子。所述电压检测电路可以检测将从所述一对第一输出端子分别输出的各所述第一信号的电压与从所述一对第二输出端子分别输出的各第二信号的电压中的两个以上的信号的电压进行合成而得到的同相电压。所述差动放大电路可以在所述同相电压为所述预先决定的阈值电压以下的情况下，以预先决定的增益对各所述第一信号以及各所述第二信号进行放大，并输出被放大后的所述第一信号与被放大后的所述第二信号之差。所述差动放大电路可以具有减法电路，在所述同相电压超过所述预先决定的阈值电压的情况下，所述减法电路以与预先决定的增益相比降低了的增益对各所述第一信号以及各所述第二信号进行放大，并输出被放大后的所述第一信号与被放大后的所述第二信号之差。

6、在任一个所述电流传感器中，所述信号处理电路可以在从所述同相电压超过所述预先决定的阈值电压起的预先决定的期间，基于降低了增益后的各所述第一信号以及各所述第二信号，来导出在所述导体中流动的电流的电流值。

7、在任一个所述电流传感器中，所述电压检测电路可以具有降噪电路，所述降噪电路用于降低各所述第一信号以及各所述第二信号的噪声。

8、在任一个所述电流传感器中，所述降噪电路可以包括高通滤波器和低通滤波器。

9、在任一个所述电流传感器中，所述高通滤波器可以包括：一对第一电容，所述一对第一电容的一端与所述一对第一输入端子分别电连接；一对第二电容，所述一对第二电容的一端与所述一对第二输入端子分别电连接；以及第一电阻，其一端与所述一对第一电容各自的另一端以及所述一对第二电容各自的另一端连接，所述第一电阻的另一端被施加基准电压。在仅利用所述第一电容进行检测的情况下，所述信号处理电路可以从所述一对第一输入端子的各输入端子和所述一对第二输入端子的各输入端子中选择任意的两个输入端子。所述低通滤波器可以包括：第二电阻，其一端与所述第一电阻的所述另一端连接；以及第三电容，其一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第三电容的另一端接地。所述电压检测电路可以从所述第二电阻的所述另一端输出所述同相电压。

10、本发明的一个方式所涉及的电流传感器可以具备供作为测量对象的电流流动的导体。所述电流传感器可以具备第一磁电转换元件，该第一磁电转换元件隔着所述导体地配置，输出与磁场相应的信号。所述电流传感器可以具备信号处理电路，该信号处理电路具有经由一对第一导线来与所述第一磁电转换元件的一对第一输出端子连接的一对第一输入端子。所述信号处理电路可以具有电压检测电路，该电压检测电路检测将从所述一对第一输出端子分别输出的各第一信号的电压进行合成而得到的同相电压。所述信号处理电路可以具有选择电路，该选择电路在所述同相电压超过预先决定的阈值电压的情况下，输出将各所述第一信号置换为预先决定的信号而得到的信号，在所述同相电压为预先决定的阈值电压以下的情况下，输出各所述第一信号。所述信号处理电路可以具有差动放大电路，该差动放大电路在所述同相电压为所述预先决定的阈值电压以下的情况下，以预先决定的增益对所述选择电路的输出信号进行放大。所述信号处理电路可以具有校正电路，该校正电路对所述差动放大电路的输出信号进行校正。所述校正电路可以基于动作温度，按照预先决定的温度校正系数，来校正所述输出信号。所述电流传感器可以基于由所述校正电路进行校正后的所述输出信号，来导出在所述导体中流动的电流的电流值。

11、任一个所述电流传感器可以还具备第二磁电转换元件，该第二磁电转换元件隔着所述导体而与所述第一磁电转换元件彼此相向地配置，输出与磁场相应的信号。所述信号处理电路可以还具有经由一对第二导线来与所述第二磁电转换元件的一对第二输出端子连接的一对第二输入端子。所述电压检测电路可以检测将从所述一对第一输出端子分别输出的各所述第一信号的电压与从所述一对第二输出端子分别输出的各第二信号的电压中的两个以上的信号的电压进行合成而得到的同相电压。所述电压检测电路可以从一对第一输出端子和一对第二输出端子中选择任意的两个以上的输出端子，来作为用于检测所述同相电压的输出端子。所述差动放大电路可以具有减法电路，在所述同相电压为所述预先决定的阈值电压以下的情况下，所述减法电路以预先决定的增益对各所述第一信号以及各所述第二信号进行放大，并输出被放大后的所述第一信号与被放大后的所述第二信号之差；在所述同相电压超过所述预先决定的阈值电压的情况下，所述减法电路输出将各所述第一信号以及各所述第二信号置换为预先决定的信号而得到的信号。

12、在任一个所述电流传感器中，所述信号处理电路可以在从所述同相电压超过所述预先决定的阈值电压起的预先决定的期间，输出将各所述第一信号以及各所述第二信号置换为预先决定的信号而得到的信号。

13、在所述信号处理电路具备所述第一磁电转换元件和所述第二磁电转换元件的情况下，所述信号处理电路可以具备具有预先决定的增益的减法电路。另一方面，在所述信号处理电路具有所述第一磁电转换元件的情况下、即所述信号处理电路不具有多个磁电转换元件的情况下，所述信号处理电路可以具备具有预先决定的增益的差动放大电路。

14、所述信号处理电路可以具有对所述减法电路或所述差动放大电路的输出信号进行校正的校正电路。所述信号处理电路可以具有：校正电路，其进行基于所述电流传感器的零电流电压(开路电压(ocv))的绝对值的偏移校正以及基于温度漂移的偏移校正等校正；以及放大电路，其对校正后的输出值进行放大。所述校正电路和所述放大电路可以根据所选择的磁电转换元件来使用。

15、在任一个所述电流传感器中，所述电压检测电路可以具有降噪电路，该降噪电路用于降低各所述第一信号以及各所述第二信号的噪声。

16、在任一个所述电流传感器中，所述降噪电路可以包括高通滤波器和低通滤波器。

17、在任一个所述电流传感器中，所述高通滤波器可以包括：一对第一电容，所述一对第一电容的一端与所述一对第一输入端子分别电连接；一对第二电容，所述一对第二电容的一端与所述一对第二输入端子分别电连接；以及第一电阻，其一端与所述一对第一电容各自的另一端以及所述一对第二电容各自的另一端连接，所述第一电阻的另一端被施加基准电压。在仅利用所述第一电容进行检测的情况下，所述信号处理电路可以从所述一对第一输入端子的各输入端子和所述一对第二输入端子的各输入端子中选择任意的两个输入端子。所述低通滤波器可以包括：第二电阻，其一端与所述第一电阻的所述另一端连接；以及第三电容，其一端与所述第二电阻的另一端连接，所述第三电容的另一端接地。所述电压检测电路可以从所述第二电阻的所述另一端输出所述同相电压。

18、在任一个所述电流传感器中，所述信号处理电路可以配置在与所述导体绝缘的金属板上。

19、在任一个所述电流传感器中，所述一对第一导线以跨越所述导体的方式布线。

20、本发明的一个方式所涉及的电流检测方法可以是如下的电流检测方法：用于检测与由第一磁电转换元件及第二磁电转换元件检测到的磁场相应的电流，所述第一磁电转换元件和所述第二磁电转换元件隔着供作为测量对象的电流流动的导体彼此相向地配置。所述电流检测方法可以包括以下步骤：将所述第一磁电转换元件的一对第一输出信号与所述第二磁电转换元件的一对第二输出信号中的两个以上的信号进行合成并检测同相电压。所述电流检测方法可以包括将所述同相信号与预先决定的阈值电压进行比较的步骤。所述电流检测方法可以包括以下步骤：在所述同相电压超过所述预先决定的阈值电压的情况下，输出将所述一对第一输出信号以及所述一对第二输出信号各自的增益降低后的信号、或者输出将所述一对第一输出信号以及所述一对第二输出信号分别置换为预先决定的信号而得到的信号，来作为校正信号。所述电流检测方法可以包括以下步骤：在所述同相电压为所述预先决定的阈值电压以下的情况下，分别输出所述一对第一输出信号以及所述一对第二输出信号，来作为所述校正信号。所述电流检测方法可以包括基于所述校正信号来导出在所述导体中流动的电流的电流值的步骤。

21、此外，上述的发明的概要并非列举了本发明的全部特征。另外，这些特征群的子组合也能够成为发明。