电流检测装置制造方法
【专利摘要】在第一路径中形成其延伸方向按照+z、+x、+z、-x的顺序改变的第一弯曲部，其中，两个电流路径并行延伸的方向作为x-y-z坐标系的z方向，并且在第二电流路径中形成其延伸方向按照+z、+y、+z、-y和+z的顺序改变的第二弯曲部。第一弯曲部的中间部分的z坐标范围和第二弯曲部的中间部分的z坐标范围中的任一个包括另一个，并且检测x方向磁通量密度和y方向磁通量密度的磁通量密度检测装置被放置在被包括的z坐标范围内。
【专利说明】电流检测装置
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种独立地检测通过并行延伸的两个电流路径中的每一个的电流的值的技术。换言之，本发明提供了一种当第一电流路径和第二电流路径并行延伸时在不受通过第二电流路径的电流影响的情况下检测通过第一电流路径的电流的值(在下文中称为第一电流值)并在不受通过第一电流路径的电流影响的情况下检测通过第二电流路径的电流的值(在下文中称为第二电流值)的技术。当三相交流电通过三个电流路径时，能够根据第一电流值和第二电流值来计算通过第三电流路径的电流的值(在下文中称为第三电流值)。本技术能够应用于三相交流电以检测三个相(U相、V相和W相)中的电流值。
【背景技术】
[0002]当检测到通过并行延伸的两个路径中的一个的电流的值时，通常，第一电流值的检测受到通过第二电流路径的电流影响，并且第二电流值的检测受到通过第一电流路径的电流影响。
[0003]在日本专利申请N0.2010-175474 (JP2010-175474A)中，公开了一种在不受通过第二电流路径的电流影响的情况下检测第一电流值并在不受通过第一电流路径的电流影响的情况下检测第二电流值的技术。在JP2010-175474A的技术中，在并行放置的三个电流路径中的每一个的中间区段中提供倾斜地延伸的部分。在下文中，将倾斜地延伸的部分称为斜行部，并将除斜行部之外的电流路径的其余部分称为直行部。根据右手螺旋定则，由通过电流路径的电流在电流路径的周围产生磁场。在提供有斜行部的电流路径周围，形成由斜行部的电流产生的磁场和由直行部的电流产生的磁场。通过在电流路径中提供斜行部，能够获得其中由通过斜行部的电流产生的磁场和由通过直行部的电流产生的磁场均未形成的区域。换言之，能够获得其中磁场的分布被抑制的间隙区。
[0004]在JP2010-175474A的技术中，第一磁通量密度检测装置被布置在与第二电流路径的间隙区和第三电流路径的间隙区重叠的区域中且被由第一电流路径产生的磁场填充。第一磁通量密度检测装置检测对应于第一电流值的磁通量密度。能够在不受第二电流值和第三电流值影响的情况下检测第一电流值。这也适用于第二电流值。第二磁通量密度检测装置被布置在与第三电流路径的间隙区和第一电流路径的间隙区重叠的区域中并被由第二电流路径产生的磁场填充。第二磁通量密度检测装置检测对应于第二电流值的磁通量密度。能够在不受第三电流值和第一电流值影响的情况下检测第二电流值。这也适用于第三电流值。第三磁通量密度检测装置被布置在与第一电流路径的间隙区和第二电流路径的间隙区重叠的区域中并被由第三电流路径产生的磁场填充。第三磁通量密度检测对应于第三电流值的磁通量密度。能够在不受第一电流值和第二电流值影响的情况下检测第三电流值。
[0005]JP2010-175474A的技术还对检测通过两个电流路径中的每一个的电流的值有用。在这种情况下，第一磁通量密度检测装置被布置在与第二电流路径的间隙区重叠的区域中并被由第一电流路径产生的磁场填充，而第二磁通量密度检测装置被布置在与第一电流路径的间隙区重叠的区域中且被由第二电流路径产生的磁场填充。能够由第一磁通量密度检测装置在不受第二电流值影响的情况下检测第一电流值。能够由第二磁通量密度检测装置在不受第一电流值影响的情况下检测第二电流值。
[0006]JP2010-175474A的技术是相关技术，其中利用通过提供斜行部能够获得其中磁场的分布被抑制的间隙区的知识。然而，当两个电流路径之间的间距很窄时，其中分布了由第一电流路径产生的磁场的区域的范围变窄，这使得难以将第一磁通量密度检测装置布置在这样的窄区域中。同样地，其中分布了由第二电流路径产生的磁场的区域也变窄，这使得难以将第二磁通量密度检测装置布置在该区域中。并且，间隙区的磁通量密度不是零。漏磁通分布在间隙区中。当两个电流路径之间的间距很窄时，即使能够将磁通量密度检测装置布置在其中分布了由第二电流路径产生的磁场中，来自漏磁通的效应也会变大。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种独立地检测通过并行延伸的两个电流路径中的每一个的电流的值的技术。本发明提供了一种技术，在该技术中，在电流路径中提供弯曲部以实现由于第一电流路径而引起的磁通量方向与由于第二电流路径而引起的磁通量方向正交地交叉的关系。
[0008]本发明的一个方面的电流检测装置是一种用于检测通过第一电流路径和第二电流路径中的每一个的电流的值的装置，第一电流路径和第二电流路径的每一个具有弯曲部且除该弯曲部之外相互并行地延伸。其延伸方向按照+Z、+X、+Z、-X和+Z的顺序改变的X方向弯曲部被形成为在第一电流路径中的弯曲部，第一电流路径和第二电流路径并行延伸的方向作为x-y-z正交坐标系的Z方向。在第二电流路径中，其延伸方向按照+z、+y、+z、-y和+z的顺序改变的y方向弯曲部被形成为弯曲部。在下述区域中放置了 y方向磁通量密度检测装置，该区域在X方向弯曲部所被包括的χ-ζ平面上，且位于在第一电流路径的+X方向上延伸的+X部分与在第一电流路径的-X方向上延伸的-X部分之间。在下述区域中放置了 X方向磁通量密度检测装置，该区域在y方向弯曲部所被包括的y-z平面上，且位于在第二电流路径的+y方向上延伸的+y部分与在第二电流路径的_y方向上延伸的-y部分之间。X方向弯曲部和y方向弯曲部被磁性材料的框架围绕。
[0009]在本发明的一个方面的电流检测装置中，第一中间部分的z坐标范围和第二中间部分的Z坐标范围中的任一个可以包括另一个的Z坐标范围。在这种情况下，可以将检测X方向上的磁通量密度和y方向上的磁通量密度的两分量磁通量密度检测装置放置在包括在另一个的Z坐标范围中的一个的Z坐标范围中，其中，在第一电流路径中的+X部分与-X部分之间在+Z方向上延伸的部分作为第一中间部分，并且在第二电流路径中的+y部分与-y部分之间在+z方向上延伸的部分作为第二中间部分。当第一中间部分和第二中间部分中的任一个的z坐标范围被设置成被包括于另一个的z坐标范围时，能够获得在第一中间区域内以及在第二中间区域内的区域，这使得可以将X方向磁通量密度检测装置和y方向磁通量密度检测装置放置在同一位置处。作为分开设置X方向磁通量密度检测装置和y方向磁通量密度检测装置的替代，能够设置充当X方向磁通量密度检测装置和I方向磁通量密度检测装置的单个两分量磁通量密度检测装置。
[0010]在本发明的一方面的电流检测装置中，可以将两分量磁通量密度检测装置放置于在x-y平面中连接两分量磁通量密度检测装置和第一中间部分的线段与在x-y平面中连接两分量磁通量密度检测装置和第二中间部分的线段正交地交叉的位置处。或者，可以将两分量磁通量密度检测装置放置在包括X方向弯曲部的x-z平面与包括y方向弯曲部的y_z平面交叉的线上。
[0011]在本发明的一方面的电流检测装置中，可以将第一中间部分的Z坐标范围的中间值设置成等于第二中间部分的z坐标范围的中间值。在这种情况下，可以将两分量磁通量密度检测装置放置在中间值相等的点处。在这种情况下，由通过+X部分的电流产生的磁通量的密度变成等于由通过-X部分的电流产生的磁通量的密度，从而增加两分量磁通量密度检测装置的位置处的y方向磁通量密度。同样地，由通过+y部分的电流产生的磁通量的密度变成等于由通过-y部分的电流产生的磁通量的密度，从而增加两分量磁通量密度检测装置的位置处的X方向磁通量密度。因此，增强了检测灵敏度。
[0012]在本发明的一方面的电流检测装置中，用于三相交流电的电流路径包括与第一电流路径和第二电流路径并行延伸的第三电流路径。在这种情况下，可以在y-ζ平面中按照第一电流路径、第二电流路径和第三电流路径的顺序来放置第一电流路径、第二电流路径和第三电流路径。并且，可以将从第三电流路径到第一电流路径的方向设置成+y方向。
[0013]在本发明的一方面的电流检测装置中，磁性材料的框架可以在y-z平面中围绕X方向弯曲部和y方向弯曲部且第三电流路径可以沿着磁性材料框架的外侧通过。或者，磁性材料的框架可以在χ-y平面中围绕X方向弯曲部和y方向弯曲部且第三电流路径可以沿着磁性材料的框架的外侧通过。
[0014]本发明的一方面的电流检测装置可以包括两分量磁通量密度检测装置，其包括被定向为检测X方向上的磁通量密度的第一霍尔元件和被定向为检测y方向上的磁通量密度的第二霍尔元件。或者，可以为两分量磁通量密度检测装置提供包括多个GMR元件的桥路。
[0015]根据本发明，当第一电流路径和第二电流路径并行延伸时，能够在不受通过第一电流路径的电流影响的情况下检测通过第二电流路径的电流的值，并且能够在不受通过第二电流路径的电流影响的情况下检测通过第一电流路径的电流的值。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]下面将参考附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0017]图1是示出了第一电流路径的X方向弯曲部、第二电流路径的y方向弯曲部、第三电流路径和两分量磁通量密度检测装置的透视图；
[0018]图2A示出了由通过第一电流路径的X方向弯曲部的电流产生的磁通量的方向；
[0019]图2B示出了由通过第二电流路径的y方向弯曲部的电流产生的磁通量的方向；
[0020]图3A示出了当从z方向看X方向弯曲部和y方向弯曲部时的磁场的方向；
[0021]图3B示出了当从y方向看X方向弯曲部时的磁场的方向；
[0022]图3C示出了当从X方向看y方向弯曲部时的磁场的方向；
[0023]图4示意性地示出了磁性材料的框架如何影响外部磁场；
[0024]图5示出了包括被定向为检测X方向上的磁通量密度的第一霍尔元件和被定向为检测y方向上的磁通量密度的第二霍尔元件的两分量磁通量密度检测装置；[0025]图6示出了提供有包括多个GMR元件的桥路的两分量磁通量密度检测装置；
[0026]图7A举例说明第一电流路径的X方向弯曲部、第二电流路径的y方向弯曲部以及第三电流路径之间的关系；
[0027]图7B举例说明第一电流路径的X方向弯曲部、第二电流路径的y方向弯曲部以及第三电流路径之间的关系；
[0028]图7C举例说明第一电流路径的X方向弯曲部、第二电流路径的y方向弯曲部以及第三电流路径之间的关系；
[0029]图8示出了根据第二实施例的具有框架的电流检测电路；以及
[0030]图9示出了根据第三实施例的具有框架的电流检测电路。
【具体实施方式】
[0031]首先，列出了下面所示的实施例的主要特征。电流路径由金属带(汇流条)制成。电流路径是按照对应于第一电流路径、第二电流路径和第三电流路径的顺序布置的。第一电流路径、第二电流路径和第三电流路径中的每一个延伸的方向被定义为z方向。从第三电流路径开始且经由第二电流路径朝着第一电流路径前进的方向被定义为y方向。在第一电流路径中形成X方向弯曲部且在第二电流路径中形成I方向弯曲部。I方向弯曲部在y-z平面中延伸超过第一电流路径。X方向弯曲部侵入y方向弯曲部内部。两分量磁通量密度检测装置被放置在X方向弯曲部内部。两分量磁通量密度检测装置被放置于在y-z平面中与第一电流路径重叠的位置。从两分量磁通量密度检测装置到+X部分(在+X方向上延伸的X方向弯曲部的一部分)的距离等于从两分量磁通量密度检测装置到-X部分(在-X方向上延伸的X方向弯曲部的一部分)的距离。从两分量磁通量密度检测装置到+y部分(在+y方向上延伸的y方向弯曲部的一部分)的距离等于从两分量磁通量密度检测装置到-y部分(在_y方向上延伸的I方向弯曲部的一部分)的距离。+X部分的长度等于-X部分的长度。+y部分的长度等于_y部分的长度。
[0032]图1示出了每个载送三相交流电的三个电流路径。换言之，示出了第一电流路径
10、第二电流路径20和第三电流路径30。U相电流在第一电流路径10中流动，V相电流在第二电流路径20中流动，并且W相在第三电流路径30中流动。图1中所示的电流检测装置I利用两分量磁通量密度检测装置50来检测通过第一电流路径10的电流的值(在下文中称为第一电流值)和通过第二电流路径20的电流的值(在下文中称为第二电流值)。在三相交流电的情况下，如果检测到U相的电流值(第一电流值)和V相的电流值(第二电流值)，则能够确定W相的电流值(第三电流路径的电流值)。因此，图1中所示的电流检测装置实现作为检测第一电流值(U相电流值)、第二电流值(V相电流值)和第三电流值(W相电流值)中的每一个的装置的功能。
[0033]第一电流路径10、第二电流路径20和第三电流路径30中的每一个由具有低电阻率的金属带(汇流条)制成。对于每个汇流条的纵向方向是一致的且被定义为z方向。在下文中，将图1的图纸中的自上而下的方向定义为+z方向。将从第三电流路径30开始且经由第二电流路径20朝着第一电流路径10前进的方向定义为+y方向。将与I方向和z方向正交的方向定义为X方向。具体地，将在图1的图纸中朝着右侧和背面前进的方向定义为+X方向。第一电流路径10、第二电流路径20和第三电流路径30被布置在y-z平面中。[0034]在图1的图纸中自上而下看第一电流路径10，发现在+z方向上延伸的部分10a、在+X方向上延伸的部分10b(+x部分)、在+z方向上延伸的部分IOc(第一中间部分)、在-X方向上延伸的部分IOd (-X部分)以及在+z方向上延伸的部分IOe被按照此顺序连续地连接。X方向弯曲部IOf由这些部分形成。自上而下看第二电流路径20，发现在+z方向上延伸的部分20a、在+y方向上延伸的部分20b (+y部分)、在+z方向上延伸的部分20c (第二中间部分)、在_y方向上延伸的部分20d (-y部分)以及在+z方向上延伸的部分20e被按照此顺序连续地连接。y方向弯曲部20f由这些部分形成。y方向弯曲部20f在y-z平面中延伸超过第一电流路径10。第三电流路径30在+z方向上均匀地延伸且不具有弯曲部。这是，当X方向弯曲部的前进方向按照+z、+x、+z、-x和+z的顺序改变时,该方向可以急剧地或逐渐地改变。分别地，急剧变化产生矩形弯曲部且逐渐变化产生U形弯曲部。这也适用于y方向弯曲部。
[0035]图3B是从y方向看的IOf的X方向弯曲部的视图。第一中间部分IOc在第一 z坐标范围ZlO(在z2与z3之间冲延伸。图3C是从X方向看的y方向弯曲部20f的视图。第二中间部分20c在第二 z坐标范围z20 (在zl与z4之间)中延伸。在这里，zl>z2>z3>z4。第一 z坐标范围zlO (在z2与z3之间)被包括在第二 z坐标范围z20 (在zl与z4之间)中。如上所述，y方向弯曲部20f在y-z平面中延伸超过第一电流路径10。结果，X方向弯曲部IOf侵入y方向弯曲部20f内部。
[0036]两分量磁通量密度检测装置50被放置于在+X部分IOb与-X部分IOd之间以及在包括X方向弯曲部IOf的x-z平面上的区域中。同时，两分量磁通量密度检测装置50被放置于在+y部分20b与-y部分20d之间以及在包括I方向弯曲部20f的y-ζ平面上的区域中。
[0037]如图3B中所示，从其中放置了两分量磁通量密度检测装置50的位置50a至+x部分IOb的距离LlO等于从位置50a至-χ部分IOd的距离LlO。位置50a的z坐标对应于第一 z坐标范围zlO (在z2与z3之间)的中间值(z2+z3)/2且在第一 z坐标范围zlO内。如图3C中所示，从位置50a至+y部分20b的距离L20等于从位置50a至-y部分20d的距离L20。位置50a的z坐标对应于第二 z坐标范围z20(在zl和z4之间)的中间值(zl+z4)/2且在第二 z坐标范围z20内。中间值被设置为(z2+z3)/2=(zl+z4)/2。
[0038]图3A是从z方向看的χ方向弯曲部IOf和y方向弯曲部20f的视图。位置50a被放置在包括X方向弯曲部IOf的X-Z平面与包括Y方向弯曲部20f的y-z平面交叉的线上。此外，当在x-y平面中看时，两分量磁通量密度检测装置50被放置在下述位置处，在该位置处能够获得连接位置50a和第一中间部分IOc的线段与连接位置50a和第二中间部分20c的线段正交地交叉的关系。
[0039]图2A示出了由通过+χ部分IOb的电流产生磁通量12b、由通过第一中间部分IOc的电流产生的磁通量12c以及由通过-χ部分IOd的电流产生的磁通量12d。在位置50a处，磁通量12b、磁通量12c和磁通量12d全部指向+y方向，这也可以由图3A来确认。在位置50a处，通过指向同一方向的磁通量12b、磁通量12c和磁通量12d的叠加而产生强磁通量By。图2B示出了由通过+y部分20b的电流产生的磁通量22b、由通过第二中间部分20c的电流产生的磁通量22c以及由通过-y部分20d的电流产生的磁通量22d。在位置50a处，磁通量22b、磁通量22c和磁通量22d全部指向-χ方向，这也可以由图3A来确认。在位置50a处，由指向同一方向的磁通量22b、磁通量22c和磁通量22d的叠加产生强磁通量Bx。在这里，在X方向弯曲部所被包括的χ-ζ平面上且被+X部分和-X部分围绕的区域定义为第一中间区域。此外，将在I方向弯曲部所被包括的y-z平面上且被+y部分和-y部分围绕的区域定义为第二中间区域。通过X方向弯曲部的电流根据右手螺旋定则产生在第一中间区域中在y方向上延伸的磁通量。此外，由+X部分的电流产生的磁通量、由通过在+z方向上延伸的部分的电流产生的磁通量以及由-X部分的电流产生的磁通量在同一方向上叠力口。同样地，通过y方向弯曲部的电流根据右手螺旋定则产生在第二中间区域中在X方向上延伸的磁通量。此外，由+y部分的电流产生的磁通量、由通过在+X方向上延伸的部分的电流产生的磁通量以及由_y部分的电流产生的磁通量在同一方向上叠加。
[0040]如果将y方向磁通量密度检测装置放置在第一中间区域中，则检测到由通过X方向弯曲部的电流产生的y方向上的磁通量的强度。因为由通过y方向弯曲部的电流产生的磁通量指向X方向且不具有y分量，所以能够在不受通过y方向弯曲部的电流(即第二电流值)影响的情况下检测通过X方向弯曲部的电流(即第一电流值)。此外，由y方向磁通量密度检测装置检测的y方向磁通量是从由通过+X部分的电流产生的磁通量、由通过在+z方向上延伸的部分的电流产生的磁通量以及由通过-X部分的电流产生的磁通量的叠加而得到的，并且因此具有高密度。因此，能够实现高检测灵敏度。同样地，如果X方向磁通量密度检测装置被放置于第二中间区域中，则检测到由通过y方向弯曲部的电流产生的X方向上的磁通量的密度。因为由通过X方向的电流产生的磁通量指向I方向且不具有X分量，所以能够在不受通过X方向弯曲部的电流(即第一电流值)影响的情况下检测通过y方向弯曲部的电流(即第二电流值)。此外，由X方向磁通量密度检测装置检测的X方向磁通量是从由通过+y部分的电流产生的磁通量、由通过在+z方向上延伸的部分的电流产生的磁通量以及由通过-y部分的电流产生的磁通量的叠加而得到的，并且因此具有高密度。因此，能够实现高检测灵敏度。另外，X方向弯曲部和y方向弯曲部被磁性材料的框架围绕，并且因此保护免受由于外部磁场影响而引起的错误检测。
[0041]当位置50a的z坐标被设置成(z2+z3) /2时，由通过+x部分IOb的电流在位置50a处产生的磁通量12b等于由通过-X部分IOd的电流在位置50a处产生的磁通量12d。如果两分量磁通量密度检测装置50的z坐标不等于(z2+z3)/2,则磁通量12b不等于磁通量12d。比较上述两个情况下,前者与后者相比具有磁通量12b和磁通量12d的叠加的较高磁通量密度。在本实施例中，将两分量磁通量密度检测装置50放置在针对同一电流值能够获得最大磁通量密度的位置处。
[0042]当位置50a的z坐标被设置成(zl+z4) /2时，由通过+y部分20b的电流在位置50a处产生的磁通量22b等于由通过-y部分20d的电流在位置50a处产生的磁通量22d。如果两分量磁通量密度检测装置50的z坐标不等于(zl+z4)/2,则磁通量22b不等于磁通量22d。比较上述两个情况，前者与后者相比具有磁通量22b和磁通量22d的叠加的较高磁通量密度。在本实施例中，将两分量磁通量密度检测装置50放置在针对同一电流值能够获得最大磁通量密度的位置处。
[0043]位置50a处在y方向上的磁通量By是在不受通过y方向弯曲部20f的电流影响的情况下仅仅由通过X方向弯曲部IOf的电流产生的。这是因为通过y方向弯曲部20f的电流在位置50a处仅在X方向上产生磁通量Bx且不产生Y方向分量。同样地，位置50a处在X方向上的磁通量Bx是在不受通过X方向弯曲部IOf的电流影响的情况下仅仅由通过y方向弯曲部20f的电流产生的。这是因为通过X方向弯曲部IOf的电流在位置50a处仅在I方向上产生磁通量Bx且不产生χ方向分量。因此，能够通过检测磁通量By来检测通过χ方向弯曲部IOf的电流。通过y方向弯曲部20f的电流不影响检测结果。同样地,能够通过检测磁通量Bx来检测通过y方向弯曲部20f的电流。通过χ方向弯曲部IOf的电流不影响检测结果。因此，第一电流值不影响第二电流值的检测结果且第二电流值不影响第一电流值的检测结果。
[0044]如图1中所示，磁性材料的框架40围绕χ方向弯曲部IOf和y方向弯曲部20f。第三电流路径30位于框架40外侧。图4示意性地示出了磁性材料的框架40抵抗外部磁场的效果。当接近于框架40时，外部磁场被框架40吸收。外部磁场并不到达放置了两分量磁通量密度检测装置50的位置。第三电流路径30位于框架40外侧，并且由通过第三电流路径30的电流产生的磁场对应于图4中所示的外部磁场。因此，通过第三电流路径30的电流不影响第一电流值和第二电流值的检测结果。也就是说，当两分量磁通量密度检测装置50被磁性材料的框架40围绕时，χ方向弯曲部IOf和y方向弯曲部20f也被磁性材料的框架40围绕。通过利用磁性材料的框架40围绕χ方向弯曲部IOf和y方向弯曲部20f，针对外部磁场屏蔽两分量磁通量密度检测装置50。
[0045]图5示出了两分量磁通量密度检测装置50的示例。示例性装置包括被定向为检测磁通量By的第一霍尔元件56和被定向为检测磁通量Bx的第二霍尔元件54，其两者都被电路板52固定以便保持相对位置关系。第一霍尔元件56检测磁通量By以检测第一电流值且第二霍尔元件54检测磁通量Bx以检测第二电流值。
[0046]图6示出了两分量磁通量密度检测装置50的另一示例。在日本专利申请公开N0.2011-22075 (JP2011-22075A)中公开了示例性装置的细节。在图6中以59表示的是偏磁且以58表示的另一个是电路板。在电路板58中，形成了利用多个GMR元件(能够发挥巨磁阻效应的电阻器元件)的桥路。两分量磁通量密度检测装置50a能够独立地检测磁通量By和磁通量Bx。
[0047]图7A至图7D示出了 χ方向弯曲部和y方向弯曲部的各种组合。图7A对应于图1中所示的布置。图7B示出了其中χ方向弯曲部IOf的z坐标范围包括y方向弯曲部20f的z坐标范围且y方向弯曲部20f侵入χ方向弯曲部IOf的内部的布置。图7C和图7D示出了其中具有χ方向弯曲部IOf的形成的第一电流路径10被放置于具有y方向弯曲部20f的形成的第二电流路径20与第三电流路径30之间的示例。图7C示出了其中y方向弯曲部20f的z坐标范围包括χ方向弯曲部IOf的z坐标范围且χ方向弯曲部IOf侵入y方向弯曲部20f的内部的布置。图7D示出了其中χ方向弯曲部IOf的z坐标范围包括y方向弯曲部20f的z坐标范围且y方向弯曲部20f侵入χ方向弯曲部IOf的内部的布置。
[0048]在图7A至图7D中的任何一个中:(I)X方向弯曲部IOf的z坐标范围的中间值等于y方向弯曲部20f的Z坐标范围的中间值，并且两分量磁通量密度检测装置50被放置于中间值的位置处。(2)两分量磁通量密度检测装置50被放置在包括X方向弯曲部IOf的x-z平面与包括y方向弯曲部20f的y-z平面交叉的线段上。(3)作为(2)的结果，在x-y平面中连接两分量磁通量密度检测装置50和第一中间部分IOc的线段与在x-y平面中连接两分量磁通量密度检测装置50和第二中间部分20c的线段正交地交叉。如果满足了上述条件,则在两分量磁通量密度的位置处由通过+X部分IOb的电流产生的磁通量的方向、由第一中间部分IOc产生的磁通量的方向和由通过-X部分IOd的电流产生的磁通量的方向全部是+y方向。在图7A和7B的情况下，在两分量磁通量密度检测装置50的位置处由通过+y部分20b的电流产生的磁通量的方向、由第二中间部分20c产生的磁通量的方向和由通过-y部分20d的电流产生的磁通量的方向全部是-X方向。在图7C和图7D的情况下，在两分量磁通量密度检测装置50的位置处由通过-y部分20b的电流产生的磁通量的方向、由第二中间部分20c产生的磁通量的方向和由通过+y部分20d的电流产生的磁通量的方向全部是+X方向。在图7A至图7D中的所有情况下，在两分量磁通量密度检测装置50的位置处，由通过X方向弯曲部IOf的电流产生的磁通量仅具有y分量(且没有X分量)，并且由通过I方向弯曲部20f的电流产生的磁通量仅具有X分量(且没有y分量)。如果利用两分量磁通量密度检测装置50来检测y方向上的磁通量密度，则能够在不受通过y方向弯曲部20f的电流影响的情况下检测通过X方向弯曲部IOf的电流。同样地，如果利用两分量磁通量密度检测装置50来检测X方向上的磁通量密度，则能够在不受通过X方向弯曲部IOf的电流影响的情况下检测通过I方向弯曲部20f的电流。在图7A至图7D中的任何一个中，由+X部分IOb产生的磁通量的方向等于由-X部分IOd产生的磁通量的方向，并且检测叠加的磁通量的密度，这实现了第一电流值的高检测灵敏度。并且，由+y部分产生的磁通量的方向等于由-y部分产生的磁通量的方向，并且检测叠加的磁通量的密度，这实现了第二电流值的高检测灵敏度。此外，根据图7A和图7B，能够延长从第三电流路径30到两分量磁通量密度检测装置50的距离。这抑制了由第三电流路径30产生的磁通量的影响。
[0049]图8示出了针对外部磁场屏蔽两分量磁通量密度检测装置50的框架40的第二实施例。此框架40并未构成闭合环路且具有间隙40a。尽管存在间隙40a，但能够屏蔽大部分的外部磁场。如果允许间隙40a的存在，则能够简化框架40的制造过程。
[0050]在图1和图8中，框架40在y-z平面中围绕X方向弯曲部IOf和y方向弯曲部20f。相反，如图9中所示，可以使用在χ-y平面中围绕X方向弯曲部IOf和y方向弯曲部20f的框架60。
[0051]虽然上文已描述了本发明的特定实施例，但这些示例仅仅用于说明性目的且并不意图限制权利要求。在本发明的权利要求中公开的技术意图覆盖上文所述的示例性实施例的各种修改和变更。另外，在本说明书或附图中公开的技术要素单独地或者以各种组合和配置而显现技术有用性，并且其不限于在提交本申请时在权利要求中公开的组合和配置。在本说明书和附图中举例说明的技术能够同时地实现多个目的且其一个目的本身的实现具有技术有用性。
【权利要求】
1.一种电流检测装置，所述电流检测装置检测通过第一电流路径和第二电流路径中的每一个的电流的值，所述第一电流路径和所述第二电流路径每一个都具有弯曲部并且除所述弯曲部之外并行地延伸，所述电流检测装置包括: 被形成为所述第一电流路径中的所述弯曲部的X方向弯曲部，所述X方向弯曲部的延伸方向按照+z、+X、+z、-X和+Z的顺序改变，其中，所述第一电流路径和所述第二电流路径并行延伸的方向作为χ-y-z正交坐标系的z方向； 被形成为所述第二电流路径中的所述弯曲部的y方向弯曲部，所述y方向弯曲部的延伸方向按照+Z、+y、+z、-y和+Z的顺序改变； y方向磁通量密度检测装置，所述I方向磁通量密度检测装置被放置在下述区域中，所述区域处于包括所述X方向弯曲部的χ-ζ平面上并且位于在所述第一电流路径的+X方向上延伸的+X部分与在所述第一电流路径的-X方向上延伸的-X部分之间； X方向磁通量密度检测装置，所述X方向磁通量密度检测装置被放置在下述区域中，所述区域处于包括所述y方向弯曲部的y-z平面上并且位于在所述第二电流路径的+y方向上延伸的+y部分与在所述第二电流的—I方向上延伸的—I部分路径之间；以及 磁性材料的框架，所述磁性材料的框架围绕所述X方向弯曲部和所述I方向弯曲部。
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其中 对应于第一中间部分的z坐标范围和对应于第二中间部分的z坐标范围中的任一个Z坐标范围包括另一个z坐标范围，并且检测X方向上的磁通量密度和y方向上的磁通量密度的两分量磁通量密度检测装置被放置在被另一个z坐标区域包括的z坐标区域内，其中，在所述第一电流路径中的所述+X部分与所述-X部分之间的在+z方向上延伸的部分作为所述第一中间部分，并且其中，在第二电流路径中的所述+y部分与所述—I部分之间的在+z方向上延伸的部分作为所述第二中间部分。
3.根据权利要求2所述的电流检测装置，其中，所述两分量磁通量密度检测装置被放置在下述位置处，在所述位置处在χ-y平面中连接所述两分量磁通量密度检测装置和所述第一中间部分的线段与在χ-y平面中连接所述两分量磁通量密度检测装置和所述第二中间部分的线段正交地交叉。
4.根据权利要求3所述的电流检测装置，其中，所述两分量磁通量密度检测装置被放置在包括所述X方向弯曲部的χ-z平面与包括所述I方向弯曲部的y-z平面交叉的线上。
5.根据权利要求4所述的电流检测装置，其中，所述第一中间部分的z坐标范围的中间值被设置成等于所述第二中间部分的z坐标范围的中间值，并且所述两分量磁通量密度检测装置被放置在中间值相等的点处。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电流检测装置，其中，设置有与所述第一电流路径和所述第二电流路径并行延伸的第三电流路径，在y-z平面中，按照所述第一电流路径、所述第二电流路径和所述第三电流路径的顺序布置所述第一电流路径、所述第二电流路径和所述第三电流路径，并且 从所述第三电流路径到所述第一电流路径的方向是+y方向。
7.根据权利要求6所述的电流检测装置，其中，所述磁性材料的框架在y-z平面中围绕所述X方向弯曲部和所述y方向弯曲部，并且 所述第三电流路径沿着所述磁性材料的框架的外侧通过。
8.根据权利要求6所述的电流检测装置，其中，所述磁性材料的框架在χ-y平面中围绕所述X方向弯曲部和所述I方向弯曲部，并且所述第三电流路径沿着所述磁性材料的框架的外侧通过。
9.根据权利要求2至8中的任一项所述的电流检测装置，其中，所述两分量磁通量密度检测装置包括被定向为检测X方向上的磁通量密度的第一霍尔元件和被定向为检测y方向上的磁通量密度的第二霍尔元件。
10.根据权利要求2至8中的任一项所述的 电流检测装置，其中，所述两分量磁通量密度检测装置具有包括多个GMR元件的桥路。
【文档编号】G01R15/20GK103814297SQ201280045380
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2011年9月26日
【发明者】山口达之 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社东海理化电机制作所