電流檢測裝置以及電流檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用磁檢測元件來檢測流過電流流路的電流的電流檢測裝置以及電流檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，在混合動力汽車或電動汽車等的電動機驅(qū)動技術(shù)等領(lǐng)域中，使用比較大的電流，因此要求能夠以非接觸方式測定大電流的電流檢測裝置。作為這樣的電流檢測裝置，有:使用磁檢測元件，檢測由被測定電流產(chǎn)生的磁場的強度，來檢測被測定電流的大小的裝置。作為磁檢測元件，有:利用霍爾效應(yīng)的霍爾元件，或利用了各向異性磁阻(AMR(Anisotropic Magneto Resistive)效應(yīng)的AMR元件、利用了巨磁阻(GMR(Giant Magneto Resistive))效應(yīng)的 GMR 元件、利用了隧道磁電阻效應(yīng)(TMR:TunneIMagneto-Resistive effect)的 TMR 元件等。
[0003]電流流過電流流路時，在電流流路中產(chǎn)生焦耳熱，并將該熱傳遞給磁檢測元件，從而使磁檢測元件的溫度變動。磁檢測元件根據(jù)溫度輸出發(fā)生變化，因此需要通過溫度傳感器檢測溫度，并校正磁檢測元件的輸出。以往，在磁檢測元件為磁阻效應(yīng)元件的情況下，將磁阻效應(yīng)元件的偏置磁鐵和用于測定偏置磁鐵的溫度的溫度傳感器收納在收納部中，并基于溫度傳感器的輸出信號，校正磁檢測元件的輸出信號的溫度特性(例如，參照專利文獻I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2013-242301號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]如向三相電動機供給電流的電流流路等那樣，并列設(shè)置多個電流流路的情況下，無法通過I個溫度傳感器高精度地檢測與各電流流路對應(yīng)地設(shè)置的各磁檢測元件的溫度。為了高精度地檢測各磁檢測元件的溫度來進行高精度的溫度校正，存在如下的問題，即:需要將溫度傳感器設(shè)置成與各電流流路的各磁檢測元件對應(yīng)，溫度傳感器的數(shù)量增加，裝置成本增大。
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種能夠以較少數(shù)量的溫度傳感器進行高精度的溫度校正的電流檢測裝置以及電流檢測方法。
[0009]本發(fā)明以解決上述課題為目的，提供一種電流檢測裝置，具備:并列設(shè)置的多個電流流路；與各電流流路對應(yīng)設(shè)置的磁檢測部，該磁檢測部具有用于檢測流過各電流流路的電流所產(chǎn)生的磁場強度的磁檢測元件；溫度傳感器，其檢測所述磁檢測部的溫度；校正電路，其基于所述溫度傳感器的檢測結(jié)果來校正所述磁檢測元件的輸出；以及檢測電路，其根據(jù)由所述校正電路校正后的輸出，檢測流過各電流流路的電流大小，將所述磁檢測部、所述溫度傳感器、所述多個電流流路的一部分電流流路一起收納在模塑封裝內(nèi)，設(shè)置比所述磁檢測部的數(shù)量少的數(shù)量的所述溫度傳感器。
[0010]此外，本發(fā)明以解決上述課題為目的，還提供一種電流檢測方法，其中，與并列設(shè)置的多個電流流路的各電流流路對應(yīng)地設(shè)置磁檢測部，該磁檢測部具有用于檢測流過各電流流路的電流所產(chǎn)生的磁場強度的磁檢測元件，設(shè)置比所述磁檢測部的數(shù)量少的數(shù)量的溫度傳感器，該溫度傳感器用于檢測所述磁檢測部的溫度，將所述磁檢測部、所述溫度傳感器、所述多個電流流路的一部分電流流路一起收納在模塑封裝內(nèi)，基于I個所述溫度傳感器的檢測結(jié)果，校正2個以上的所述磁檢測部的磁檢測元件的輸出，根據(jù)校正后的輸出，檢測流過各電流流路的電流大小。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能夠以較少數(shù)量的溫度傳感器高精度地檢測各磁檢測部的溫度來進行高精度的溫度校正。因此，能夠減少裝置成本的同時，能夠高精度地檢測由流過電流流路的電流所產(chǎn)生的磁場來高精度地檢測流過電流流路的電流。
【附圖說明】
[0012]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的電流檢測裝置的磁檢測部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0013]圖2A是本發(fā)明的第I實施方式的電流檢測裝置的立體圖。
[0014]圖2B是圖2A的A-A線截面圖。
[0015]圖3是表示模塑封裝內(nèi)的溫度分布的一例的圖。
[0016]圖4A是本發(fā)明的第2實施方式的電流檢測裝置的立體圖。
[0017]圖4B是圖4A的B-B線截面圖。
[0018]圖5A是本發(fā)明的第3實施方式的電流檢測裝置的立體圖。
[0019]圖5B是圖5A的C-C線截面圖。
[0020]圖6A是本發(fā)明的第4實施方式的電流檢測裝置的立體圖。
[0021]圖6B是圖6A的D-D線截面圖。
[0022]符號說明
[0023]1、2、3電流流路
[0024]11、12、13 磁檢測部
[0025]14溫度傳感器
[0026]15、16磁檢測元件
[0027]17校正電路
[0028]18檢測電路
[0029]20、21、24 模塑封裝
[0030]22高發(fā)熱部
[0031]23低發(fā)熱部
[0032]25熱傳導材料
【具體實施方式】
[0033](磁檢測部的結(jié)構(gòu))
[0034]圖1是表示本發(fā)明的實施方式的電流檢測裝置的磁檢測部的結(jié)構(gòu)的圖。電流檢測裝置的磁檢測部11、12、13是具有2個磁檢測元件15、16的半橋結(jié)構(gòu)。各磁檢測元件15、16由GMR元件構(gòu)成，檢測由流過電流流路的電流所產(chǎn)生的磁場的強度。
[0035]GMR元件與霍爾元件相比是高靈敏度。更具體而言，相對于霍爾元件的最小磁場檢測靈敏度為0.50e(換算成空氣中的磁通密度為0.05mT)，在GMR元件中為0.020e (換算成空氣中的磁通密度為0.002mT)。此外，GMR元件例如與霍爾元件等其他磁檢測元件相比，應(yīng)答速度快。并且，GMR元件例如與捕捉磁場變化的線圈等不同，直接檢測磁場其本身，因此也可以靈敏地應(yīng)對磁場的微小變化。因此，作為各磁檢測元件15、16使用GMR元件，由此提高由流過電流流路的電流所產(chǎn)生的磁場的檢測精度。
[0036]串聯(lián)連接磁檢測元件15和磁檢測元件16，并配置成用箭頭表示的感磁軸的方向彼此成為相反方向。向磁檢測元件15側(cè)的端子施加驅(qū)動電壓+ Vcc/2，向磁檢測元件16側(cè)的端子施加驅(qū)動電壓-Vcc/2。并且，從磁檢測元件15和磁檢測元件16的連接點輸出輸出信號。校正電路17基于溫度傳感器14的檢測結(jié)果，進行輸出信號的溫度校正。檢測電路18根據(jù)由校正電路17進行校正而得的輸出信號，檢測流過電流流路的電流的大小。
[0037]將磁檢測元件15、16和校正電路17配置在I個芯片內(nèi)。然而，也可以將磁檢測元件15和磁檢測元件16配置在不同的芯片上。此外，也可以將校正電路17設(shè)置在芯片外?；蛘?，也可以將檢測電路18配置在芯片內(nèi)。
[0038]在磁檢測部11、12、13設(shè)有用于產(chǎn)生針對GMR元件的偏置磁場的偏置線圈，在圖1中省略了偏置線圈的圖示。另外，磁檢測部11、12、13也可以是具有4個磁檢測元件的全橋結(jié)構(gòu)。
[0039][第I實施方式]
[0040]圖2A是本發(fā)明的第I實施方式的電流檢測裝置的立體圖。圖2A表示具備3條電流流路的三相電流流路，并列設(shè)置電流流路1、2、3。各電流流路1、2、3與三相的U相、V相或W相的某個對應(yīng)。各電流流路1、2、3是平板狀的母線(bus bar)，母線的寬幅方向與電流流路1、2、3的并列方向一致。另外，也可以使母線的寬幅方向與電流流路1、2、3的并列方向正交。
[0041]在電流流路1、2、3中設(shè)有用于收納電流流路1、2、3的一部分的模塑封裝(mouldpackage) 20ο模塑封裝20的密封材料使用在環(huán)氧樹脂等耐熱性樹脂或氧化鋁等陶瓷材料中熱傳導性高的材料。也可以通過改變以往的密封材料的分子結(jié)構(gòu)，或向聚碳酸酯等基礎(chǔ)樹脂作為添加劑混入填充材料(填料)來提高熱傳導性。
[0042]圖2B是圖2A的A-A線截面圖。在模塑封裝20內(nèi)，與電流流路1、2、3對應(yīng)地分別設(shè)置磁檢測部11、12、13。磁檢測部11檢測由流過對應(yīng)的電流流路I的電流所產(chǎn)生的磁場的強度。磁檢測部12檢測由流過對應(yīng)的電流流路2的電流所產(chǎn)生的磁場的強度。磁檢測部13檢測由流過對應(yīng)的電流流路3的電流所產(chǎn)生的磁場的強度。
[0043]將磁檢測部11、12、13和多個電流流路1、2、3的一部分收納在模塑封裝20內(nèi)，因此將從各電流流路1、2、3產(chǎn)生的熱傳遞給模塑封裝20的密封材料，模塑封裝20內(nèi)的溫度大致相同。因此，各磁檢測部11、12、13的溫度差變小。
[0044]在模塑封裝20內(nèi)設(shè)有溫度傳感器14。在本實施方式中，溫度傳感器14被公共地設(shè)置給磁檢測部11、12、13，被配置成與磁檢測部11、12、13的高度相同的高度。各磁檢測部
11、12、13的校正電路17基于I個溫度傳感器14的檢測結(jié)果，校正各磁檢測部11、12、13的磁檢測元件15、16的輸出。以較少數(shù)量的溫度傳感器14高精度地