單芯片電流傳感器的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電流傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單芯片電流傳感器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]用于測量電流大小的電流傳感器廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。傳統(tǒng)的一種電流傳感器通過測量串聯(lián)在電路中的電阻兩端的電壓得到電路中電流的大小。但是這種方法的功耗損耗大，而且電阻阻值隨溫度漂移會(huì)引起測量誤差。
[0003]另一種傳統(tǒng)的電流傳感器需要將電流流經(jīng)的導(dǎo)線穿過聚磁結(jié)構(gòu)(通常是一個(gè)由軟磁材料構(gòu)成的環(huán)狀聚磁結(jié)構(gòu))，再由內(nèi)置的磁傳感器測量磁場大小。這種方法存在體積大，使用不便等缺陷。
[0004]另一種電流傳感器使被測電流流經(jīng)傳感器內(nèi)部集成的導(dǎo)體，磁傳感器直接測量導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場。具體設(shè)計(jì)如同申請公布號(hào)CN103323643A，申請?zhí)?012100750174的中國發(fā)明專利申請描述，傳感器內(nèi)部集成有一個(gè)U字形狀的導(dǎo)體，導(dǎo)體周圍放置兩個(gè)磁傳感器進(jìn)行差分測量。這種設(shè)計(jì)的缺陷在于當(dāng)傳感器與待測電路之間的接觸電阻差異導(dǎo)致導(dǎo)體電流輸入端的電流密度分布不均勻時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場也會(huì)不均勻，從而影響傳感器的精度。
[0005]因?yàn)?，有必要提出一種改進(jìn)的方案來克服上述問題。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種單芯片電流傳感器，其不僅能夠消除外界磁場干擾，提高性能穩(wěn)定性和靈敏度，而且也能減小或消除傳感器與待測電路接觸電阻差異帶來的測量誤差。
[0007]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種單芯片電流傳感器，其根據(jù)被測定電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度來檢測所述被測定電流，該單芯片電流傳感器包括集成在同一芯片上的導(dǎo)體、第一磁傳感器、第二磁傳感器，所述導(dǎo)體用于為被測定電流提供流經(jīng)通道，使被測定電流能夠流過該導(dǎo)體;第一磁傳感器和第二磁傳感器位于導(dǎo)體周圍，以形成差分輸出；導(dǎo)體上存在寬度變窄的收斂段。
[0008]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體包括第一腿部、與第一腿部平行的第二腿部和連接第一腿部和第二腿部的連接部，第一腿部和第二腿部上流過的被測定電流的方向相反;第一磁傳感器和第二磁傳感器分別位于第一腿部和第二腿部的上方;或第一磁傳感器和第二磁傳感器分別位于第一腿部和第二腿部的下方，在第一腿部和第二腿部分別存在寬度變窄的收斂段。
[0009]進(jìn)一步的，第一磁傳感器位于位于第一腿部的收斂段和連接部之間；第二磁傳感器位于位于第二腿部的收斂段和連接部之間。
[0010]進(jìn)一步的，第一腿部的收斂段關(guān)于第一腿部的中心線對稱;第二腿部的收斂段關(guān)于第二腿部的中心線對稱。
[0011]進(jìn)一步的，第一腿部的收斂段非關(guān)于第一腿部的中心線對稱;第二腿部的收斂段非關(guān)于第二腿部的中心線對稱。
[0012]進(jìn)一步的第一腿部的收斂段的圖形和第二腿部的收斂段的圖形關(guān)于所述導(dǎo)體的中心線對稱。
[0013]進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體為U字形導(dǎo)體，所述導(dǎo)體和第一磁傳感器、第二磁傳感器之間均設(shè)置有絕緣層。
[0014]進(jìn)一步的，所述磁傳感器為各向異性磁阻、巨磁阻、隧穿磁阻或霍爾傳感器。
[0015]進(jìn)一步的，第一腿部未與連接部相連的一端上設(shè)置有若干焊點(diǎn)，第二腿部未與連接部相連的一端上設(shè)置有若干焊點(diǎn)。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過在能夠使被測電流流過的導(dǎo)體周圍設(shè)置兩個(gè)磁傳感器進(jìn)行差分測量，從而消除外界磁場干擾，提高性能穩(wěn)定性和靈敏度;且通過在該導(dǎo)體上設(shè)置寬度變窄的收斂段，使導(dǎo)體中的電流密度分布均勻，從而減小或消除傳感器與待測電路之間的接觸電阻差異帶來的測量誤差。
【【附圖說明】】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0018]圖1為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的單芯片電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2(a)和圖2(b)分別為第一磁傳感器和第二磁傳感器所在位置的磁場分布圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型在另一個(gè)實(shí)施例中的單芯片電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]本實(shí)用新型的詳細(xì)描述主要通過程序、步驟、邏輯塊、過程或其他象征性的描述來直接或間接地模擬本實(shí)用新型技術(shù)方案的運(yùn)作。為透徹的理解本實(shí)用新型，在接下來的描述中陳述了很多特定細(xì)節(jié)。而在沒有這些特定細(xì)節(jié)時(shí)，本實(shí)用新型則可能仍可實(shí)現(xiàn)。所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。換句話說，為避免混淆本實(shí)用新型的目的，由于熟知的方法和程序已經(jīng)容易理解，因此它們并未被詳細(xì)描述。
[0022]此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的是，本實(shí)用新型中的相連、連接或相接等表示直接或間接電性連接。
[0023]本實(shí)用新型中的單芯片電流傳感器根據(jù)被測定電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度來檢測所述被測定電流，其包括集成在同一芯片上的導(dǎo)體、第一磁傳感器、第二磁傳感器，所述導(dǎo)體用于為被測定電流提供流經(jīng)通道，使被測定電流能夠流過該導(dǎo)體;第一磁傳感器和第二磁傳感器位于導(dǎo)體周圍，以形成差分輸出(即第一磁傳感器和第二磁傳感器可以通過差分測量得到被測定電流產(chǎn)生的磁場大小);導(dǎo)體上存在寬度變窄的收斂段。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)體包括第一腿部、與第一腿部平行的第二腿部和連接第一腿部和第二腿部的連接部，第一腿部和第二腿部上流過的被測定電流的方向相反，在第一腿部和第二腿部分別存在寬度變窄的收斂段，第一磁傳感器和第二磁傳感器分別位于第一腿部和第二腿部的上方;或第一磁傳感器和第二磁傳感器分別位于第一腿部和第二腿部的上方。
[0025]請參考圖1所示，其為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的單芯片電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中的單芯片電流傳感器包括導(dǎo)體10、第一磁傳感器20、第二磁傳感器30，導(dǎo)體10和第一磁傳感器20、第二磁傳感器30之間均設(shè)置有絕緣層。其中，導(dǎo)體10為U字形狀，該U字形裝的導(dǎo)體10包括第一腿部11、第二腿部12和連接第一腿部11和第二腿部12的連接部13;第一磁傳感器20位于第一腿部11的下方，第二磁傳感器30位于第二腿部12的下方。待測定電流I從導(dǎo)體1的第一腿部11流入，從第二腿部12流出。
[0026]請