单芯片电流传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种单芯片电流传感器，其根据被测定电流产生的磁感应强度来检测所述被测定电流，该单芯片电流传感器包括集成在同一芯片上的导体、第一磁传感器、第二磁传感器，所述导体用于为被测定电流提供流经通道，使被测定电流能够流过该导体；第一磁传感器和第二磁传感器位于导体周围，以形成差分输出；导体上存在宽度变窄的收敛段。与现有技术相比，本实用新型专利技术不仅能够消除外界磁场干扰，提高性能稳定性和灵敏度，而且也能减小或消除传感器与待测电路接触电阻差异带来的测量误差。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电流传感器
，尤其涉及一种单芯片电流传感器。
技术介绍
用于测量电流大小的电流传感器广泛应用于各种电子设备中。传统的一种电流传感器通过测量串联在电路中的电阻两端的电压得到电路中电流的大小。但是这种方法的功耗损耗大，而且电阻阻值随温度漂移会引起测量误差。另一种传统的电流传感器需要将电流流经的导线穿过聚磁结构(通常是一个由软磁材料构成的环状聚磁结构)，再由内置的磁传感器测量磁场大小。这种方法存在体积大，使用不便等缺陷。另一种电流传感器使被测电流流经传感器内部集成的导体，磁传感器直接测量导体中电流产生的磁场。具体设计如同申请公布号CN103323643A，申请号2012100750174的中国专利技术专利申请描述，传感器内部集成有一个U字形状的导体，导体周围放置两个磁传感器进行差分测量。这种设计的缺陷在于当传感器与待测电路之间的接触电阻差异导致导体电流输入端的电流密度分布不均匀时，电流产生的磁场也会不均匀，从而影响传感器的精度。因为，有必要提出一种改进的方案来克服上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种单芯片电流传感器，其不仅能够消除外界磁场干扰，提高性能稳定性和灵敏度，而且也能减小或消除传感器与待测电路接触电阻差异带来的测量误差。为了解决上述问题，本技术提供一种单芯片电流传感器，其根据被测定电流产生的磁感应强度来检测所述被测定电流，该单芯片电流传感器包括集成在同一芯片上的导体、第一磁传感器、第二磁传感器，所述导体用于为被测定电流提供流经通道，使被测定电流能够流过该导体；第一磁传感器和第二磁传感器位于导体周围，以形成差分输出；导体上存在宽度变窄的收敛段。进一步的，所述导体包括第一腿部、与第一腿部平行的第二腿部和连接第一腿部和第二腿部的连接部，第一腿部和第二腿部上流过的被测定电流的方向相反；第一磁传感器和第二磁传感器分别位于第一腿部和第二腿部的上方；或第一磁传感器和第二磁传感器分别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别存在宽度变窄的收敛段。进一步的，第一磁传感器位于位于第一腿部的收敛段和连接部之间；第二磁传感器位于位于第二腿部的收敛段和连接部之间。进一步的，第一腿部的收敛段关于第一腿部的中心线对称；第二腿部的收敛段关于第二腿部的中心线对称。进一步的，第一腿部的收敛段非关于第一腿部的中心线对称；第二腿部的收敛段非关于第二腿部的中心线对称。进一步的第一腿部的收敛段的图形和第二腿部的收敛段的图形关于所述导体的中心线对称。进一步的，所述导体为U字形导体，所述导体和第一磁传感器、第二磁传感器之间均设置有绝缘层。进一步的，所述磁传感器为各向异性磁阻、巨磁阻、隧穿磁阻或霍尔传感器。进一步的，第一腿部未与连接部相连的一端上设置有若干焊点，第二腿部未与连接部相连的一端上设置有若干焊点。现有技术相比，本技术通过在能够使被测电流流过的导体周围设置两个磁传感器进行差分测量，从而消除外界磁场干扰，提高性能稳定性和灵敏度；且通过在该导体上设置宽度变窄的收敛段，使导体中的电流密度分布均匀，从而减小或消除传感器与待测电路之间的接触电阻差异带来的测量误差。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本技术在一个实施例中的单芯片电流传感器的结构示意图；图2(a)和图2(b)分别为第一磁传感器和第二磁传感器所在位置的磁场分布图；图3为本技术在另一个实施例中的单芯片电流传感器的结构示意图。【具体实施方式】本技术的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本技术技术方案的运作。为透彻的理解本技术，在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时，本技术则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说，为避免混淆本技术的目的，由于熟知的方法和程序已经容易理解，因此它们并未被详细描述。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。所属领域内的普通技术人员所熟知的是，本技术中的相连、连接或相接等表示直接或间接电性连接。本技术中的单芯片电流传感器根据被测定电流产生的磁感应强度来检测所述被测定电流，其包括集成在同一芯片上的导体、第一磁传感器、第二磁传感器，所述导体用于为被测定电流提供流经通道，使被测定电流能够流过该导体；第一磁传感器和第二磁传感器位于导体周围，以形成差分输出(即第一磁传感器和第二磁传感器可以通过差分测量得到被测定电流产生的磁场大小)；导体上存在宽度变窄的收敛段。在一个实施例中，所述导体包括第一腿部、与第一腿部平行的第二腿部和连接第一腿部和第二腿部的连接部，第一腿部和第二腿部上流过的被测定电流的方向相反，在第一腿部和第二腿部分别存在宽度变窄的收敛段，第一磁传感器和第二磁传感器分别位于第一腿部和第二腿部的上方；或第一磁传感器和第二磁传感器分别位于第一腿部和第二腿部的上方。请参考图1所示，其为本技术在一个实施例中的单芯片电流传感器的结构示意图。图1中的单芯片电流传感器包括导体10、第一磁传感器20、第二磁传感器30，导体10和第一磁传感器20、第二磁传感器30之间均设置有绝缘层。其中，导体10为U字形状，该U字形装的导体10包括第一腿部11、第二腿部12和连接第一腿部11和第二腿部12的连接部13；第一磁传感器20位于第一腿部11的下方，第二磁传感器30位于第二腿部12的下方。待测定电流I从导体10的第一腿部11流入，从第二腿部12流出。请参考图2(a)和图2(b)所示，其分别为第一磁传感器20和第二磁传感器30所在位置的磁场分布图。其中，BI为被测定电流流过导体产生的磁场强度；B0为外界磁场强度，设B0方向为负方向，第一磁传感器20检测到的磁场强度为B1，第二磁传感器30检测到的磁场强度为B2，则B1＝+(BI–B0)(1)B2＝-(BI+B0)(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单芯片电流传感器，其根据被测定电流产生的磁感应强度来检测所述被测定电流，其特征在于，其包括集成在同一芯片上的导体、第一磁传感器、第二磁传感器，所述导体用于为被测定电流提供流经通道，使被测定电流能够流过该导体；第一磁传感器和第二磁传感器位于导体周围，以形成差分输出；导体上存在宽度变窄的收敛段。

【技术特征摘要】
1.一种单芯片电流传感器，其根据被测定电流产生的磁感应强度来检测所述被测定电
流，其特征在于，其包括集成在同一芯片上的导体、第一磁传感器、第二磁传感器，
所述导体用于为被测定电流提供流经通道，使被测定电流能够流过该导体；
第一磁传感器和第二磁传感器位于导体周围，以形成差分输出；
导体上存在宽度变窄的收敛段。
2.根据权利要求1所述的单芯片电流传感器，其特征在于，
所述导体包括第一腿部、与第一腿部平行的第二腿部和连接第一腿部和第二腿部的连
接部，
第一腿部和第二腿部上流过的被测定电流的方向相反，
第一磁传感器和第二磁传感器分别位于第一腿部和第二腿部的上方；或第一磁传感器
和第二磁传感器分别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别存在宽度变窄的收敛段。
3.根据权利要求2所述的单芯片电流传感器，其特征在于，
第一磁传感器位于位于第一腿部的收敛段和连接部之间；
第二磁传感器位于位于第二腿部的收敛段和连接部之间。
4....

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋乐跃，李斌，
申请(专利权)人：美新半导体无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32