(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板に設けられた電源端子およびグランド端子間に直列接続された複数の磁気抵抗を有する第１の磁気センサと、
第２の基板に設けられた電源端子およびグランド端子間に直列接続された複数の磁気抵抗を有する第２の磁気センサと、
前記第１の磁気センサにバイアス磁界を与える第１のバイアス磁石と、
前記第２の磁気センサにバイアス磁界を与える第２のバイアス磁石と、を備えており、前記第１および第２の磁気センサが、被検出電流が流れる電路を挾んで配置されており、かつ、前記第１および第２のバイアス磁石が、同じ磁極同士が相対向するように前記電路を挾んで配置されており、さらに、前記第１および第２の磁気センサの各磁気抵抗によって構成されたフルブリッジ回路の２つの中点に発生する各電圧の差分を出力する電流センサにおいて、
前記第１の磁気センサの前記第１の基板における前記電源端子、グランド端子および複数の磁気抵抗の配置パターンと、前記第２の磁気センサの前記第２の基板における前記電源端子、グランド端子および複数の磁気抵抗の配置パターンとが同一であり、かつ、前記２つの中点に発生する各電圧間に９０°の位相差が発生するように配置されていることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記第１の磁気センサに設けられた電源端子に接続された磁気抵抗と、前記第２の磁気センサに設けられた電源端子に接続された磁気抵抗とは配置角度が９０°異なり、かつ、前記第１の磁気センサに設けられたグランド端子に接続された磁気抵抗と、前記第２の磁気センサに設けられたグランド端子に接続された磁気抵抗とは配置角度が９０°異なることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記第１および第２の磁気センサは、同一の基板から製造されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１の磁気センサは回路基板を挾んで前記第１のバイアス磁石の直上に設けられており、かつ、前記第２の磁気センサは前記回路基板を挾んで前記第２のバイアス磁石の直上に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の電流センサ。
【請求項５】
前記電路は、前記回路基板に貫通形成された空間に挿通されていることを特徴とする請求項４に記載の電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検出電流が流れる電路を挾んで配置された第１および第２の磁気センサと、電路を挾んで配置された第１および第２のバイアス磁石とを備えた電流センサであって、各磁気センサに備えられた各磁気抵抗により構成されるフルブリッジ回路の２つの中点に発生する電圧の差分に基づいて被検出電流を検出する電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の電流センサの構成を示す説明図であり、図８は、図７に示す電流センサの回路図である。図７に示すように、従来の電流センサ７０は、被検出電流Ｉが流れるバスバー９０を挾んで配置された磁気センサ７１，７２と、磁気センサ７１にバイアス磁界を与えるバイアス磁石７３と、磁気センサ７２にバイアス磁界を与えるバイアス磁石７４とを備える。
【０００３】
バイアス磁石７３，７４は、Ｎ極同士が相対向するようにバスバー９０を挾んで配置されている。磁気センサ７１は、バスバー９０とバイアス磁石７３との間に配置されており、磁気センサ７２は、バスバー９０とバイアス磁石７４との間に配置されている。
【０００４】
磁気センサ７１は、一端が電源端子７５に接続された磁気抵抗Ｒ１と、一端が磁気抵抗Ｒ１の他端に接続され他端がグランド端子７６に接続された磁気抵抗Ｒ２と、出力端子７７とを有する。磁気センサ７２は、一端がグランド端子７６に接続された磁気抵抗Ｒ１と、一端が磁気抵抗Ｒ１の他端に接続され他端が電源端子７５に接続された磁気抵抗Ｒ２と、出力端子７８とを有する。両磁気センサ７１，７２の各出力端子７７，７８から出力される信号間の位相を９０°異ならせるために、磁気センサ間で電源端子７５およびグランド端子７６の配置が反転している。
【０００５】
磁気センサ７１，７２において磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、磁気抵抗の磁化容易軸（電流の流れる方向）が相互に９０°を成すように配置されている。また、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、それぞれの磁化容易軸が被検出電流Ｉの向きと４５°を成すように配置されている。
図８に示すように、磁気センサ７１の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２および磁気センサ７２の磁気抵抗Ｒ２，Ｒ１はフルブリッジ回路を構成している。このフルブリッジ回路の２つの中点７７ａ，７８ａの出力は、差動増幅回路８０の入力に接続されている。
【０００６】
図７に示す例では、被検出電流Ｉは、紙面の表面から裏面に直交する方向に流れている。この方向に被検出電流Ｉが流れると、バスバー９０の周囲には、時計回りの磁界が発生する。この磁界のうち磁気センサ７１に印加される磁界の磁気ベクトルをＢｃｕｒ１とし、磁気センサ７２に印加される磁界の磁気ベクトルをＢｃｕｒ２とする。また、バイアス磁石７３により磁気センサ７１に印加される磁界の磁気ベクトルをＢｍａｇ１とし、バイアス磁石７４により磁気センサ７２に印加される磁界の磁気ベクトルをＢｍａｇとする。
【０００７】
また、磁気センサ７１における磁気ベクトルＢｃｕｒ１およびＢｍａｇ１の合成磁気ベクトルをＢ１とし、磁気センサ７２における磁気ベクトルＢｃｕｒ２およびＢｍａｇ２の合成磁気ベクトルをＢ２とする。被検出電流Ｉの大きさが変化すると、磁気ベクトルＢｃｕｒ１およびＢｃｕｒ２の大きさが変化し、合成磁気ベクトルＢ１および磁気ベクトルＢｍａｇ１が成す角度θと、合成磁気ベクトルＢ２および磁気ベクトルＢｍａｇ２が成す角度θとが変化する。
【０００８】
図９は、各中点７７，７８の出力波形を示す説明図である。合成磁気ベクトルＢ１の大きさＶおよび位相θは、中点７７ａから検出信号Ｖａ（θ）として出力され、合成磁気ベクトルＢ２の大きさＶおよび位相θは、検出信号Ｖａ（θ）と位相が９０°異なる検出信号Ｖｂ（θ）として中点７８ａから出力され、差動増幅回路８０は、両検出信号の差分を増幅して出力する。
【０００９】
ここで、磁気センサ７１，７２に外来磁界が印加され、合成磁気ベクトルＢ１の位相θがα度進み、合成磁気ベクトルＢ２の位相θがα度遅れたとする。合成磁気ベクトルＢ１の位相θがα度進んだときの合成磁気ベクトルＢ１の大きさＶの変化は、検出信号Ｖａ（θ）においてΔＶの増加になって現れる。このとき、合成磁気ベクトルＢ２の位相θはα度遅れ、その合成磁気ベクトルＢ２の大きさＶの変化は、検出信号Ｖｂ（θ）においてΔＶの増加になって現れる。しかし、差動増幅回路８０は、両検出信号Ｖａ（θ），Ｖｂ（θ）の差分を出力するため、両信号においてそれぞれ増加したΔＶは０になる。
【００１０】
つまり、外来磁界が印加されて増加した増加分ΔＶが差動増幅回路８０から出力されないため、差動増幅回路８０の出力に基づいて検出する被検出電流Ｉの電流値に誤差が発生するおそれがない。なお、外来磁界が印加されて合成磁気ベクトルＢ１の位相θがα度遅れ、合成磁気ベクトルＢ２の位相θがα度進んだ場合も、上記と同様、検出する被検出電流Ｉの電流値に誤差が発生するおそれがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１２２０８３号公報（第２３〜２５段落、図４）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図８に示した回路図において、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値をＲ１，Ｒ２とすると、中点７７ａに発生する電圧Ｖａ（θ）は、Ｖｃｃ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）であり、中点７８ａに発生する電圧Ｖｂ（θ）は、Ｖｃｃ・Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）である。したがって、図８に示すフルブリッジ回路のオフセット電圧Ｖｏｆｆは、Ｖｏｆｆ＝Ｖｃｃ・（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）である。ここで、理想的に磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が同一（Ｒ１＝Ｒ２）であすとすると、オフセット電圧Ｖｏｆｆは０になる。
【００１３】
しかし、実際には、複数の要因により、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値が理想値とずれるため、Ｒ１≠Ｒ２となり、オフセット電圧Ｖｏｆｆを０にすることができない。上記の複数の要因とは、（１）磁気センサ間における磁気抵抗の配置パターンの誤差、（２）基板面に蒸着した磁気抵抗薄膜をパターニングするときのマスクの寸法誤差、（３）基板面内のばらつき、（４）同じロットにおける基板間のばらつき、（５）異なるロット間のばらつき、などである。
【００１４】
したがって、従来の電流センサは、上記の複数の要因が存在するため、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は、Ｒ１≠Ｒ２となり、オフセット電圧Ｖｏｆｆを小さくすることができないという問題がある。
【００１５】
そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、オフセット電圧を小さくすることができる電流センサを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、この出願の請求項１に記載の発明では、第１の基板（２１ａ）に設けられた電源端子（２３）およびグランド端子（２４）間に直列接続された複数の磁気抵抗（Ｒ１，Ｒ２）を有する第１の磁気センサ（２１）と、第２の基板（２２ａ）に設けられた電源端子（２３）およびグランド端子（２４）間に直列接続された複数の磁気抵抗（Ｒ１，Ｒ２）を有する第２の磁気センサ（２２）と、前記第１の磁気センサにバイアス磁界（Ｂｍａｇ１）を与える第１のバイアス磁石（３１）と、前記第２の磁気センサにバイアス磁界（Ｂｍａｇ２）を与える第２のバイアス磁石（３２）とを備えており、前記第１および第２の磁気センサが、被検出電流（Ｉ）が流れる電路（９０）を挾んで配置されており、かつ、前記第１および第２のバイアス磁石が、同じ磁極同士が相対向するように前記電路を挾んで配置されており、さらに、前記第１および第２の磁気センサの各磁気抵抗によって構成されたフルブリッジ回路の２つの中点（２５ａ，２６ａ）に発生する各電圧（Ｖａ（θ），Ｖｂ（θ））の差分を出力する電流センサ（５０）において、前記第１の磁気センサの前記第１の基板における前記電源端子、グランド端子および複数の磁気抵抗の配置パターンと、前記第２の磁気センサの前記第２の基板における前記電源端子、グランド端子および複数の磁気抵抗の配置パターンとが同一であり、かつ、前記第１および第２の磁気センサは、前記２つの中点に発生する各電圧間に９０°の位相差が出るように配置されているという技術的手段を用いる。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電流センサ（５０）において、前記第１の磁気センサ（２１）に設けられた電源端子（２３）に接続された磁気抵抗（Ｒ１）と、前記第２の磁気センサ（２２）に設けられた電源端子（２３）に接続された磁気抵抗（Ｒ１）とは配置角度が９０°異なり、かつ、前記第１の磁気センサに設けられたグランド端子（２４）に接続された磁気抵抗（Ｒ２）と、前記第２の磁気センサに設けられたグランド端子（２４）に接続された磁気抵抗（Ｒ２）とは配置角度が９０°異なるという技術的手段を用いる。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の電流センサ（５０）において、前記第１および第２の磁気センサ（２１，２２）は、同一の基板から製造されたものであるという技術的手段を用いる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の電流センサ（５０）において、前記第１の磁気センサ（２１）は回路基板（５１）を挾んで前記第１のバイアス磁石（３１）の直上に設けられており、かつ、前記第２の磁気センサ（２２）は前記回路基板（５１）を挾んで前記第２のバイアス磁石（３２）の直上に設けられているという技術的手段を用いる。
【００２０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の電流センサ（５０）において、前記電路（９０）は、前記回路基板（５１）に貫通形成された空間（５２）に挿通されているという技術的手段を用いる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、基板における電源端子、グランド端子および複数の磁気抵抗の配置パターンが第１および第２の磁気センサ間で同一であるため、電源端子に接続された磁気抵抗の抵抗値を第１および第２の磁気センサ間で同一にすることができ、かつ、グランド端子に接続された磁気抵抗の抵抗値も第１および第２の磁気センサ間で同一にすることができる。つまり、前述した従来の電流センサ７０のように、磁気センサ間で電源端子およびグランド端子を反転させることにより、電源端子およびグランド端子に接続された磁気抵抗の抵抗値が磁気センサ間で異なるという事態が発生しない。
【００２２】
たとえば、第１および第２の磁気センサにおいて電源端子に接続された磁気抵抗の抵抗値をＲ１とし、グランド端子に接続された磁気抵抗の抵抗値をＲ２とし、電源電圧をＶｃｃとすると、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、Ｖｏｆｆ＝Ｖｃｃ・（Ｒ１−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＝０になる。
【００２３】
したがって、磁気センサ間における磁気抵抗の配置パターンの誤差に起因するオフセット電圧を０にすることができるため、全体のオフセット電圧を小さくすることができる。さらに、第１および第２の磁気センサにおける各磁気抵抗の抵抗値Ｒ１，Ｒ２に理想値と誤差がある場合であっても、（Ｒ１−Ｒ１）＝０になるため、オフセット電圧Ｖｏｆｆを０にすることができる。
【００２４】
また、２つの中点に発生する各電圧に９０°の位相差が出て、その各電圧の差分を出力するため、外来磁界が第１および第２の磁気センサに印加された場合であっても、外来磁界による電圧変動をキャンセルすることができるため、被検出電流の検出精度を高めることができる。
【００２５】
２つの中点に発生する各電圧に９０°の位相差が出るようにするためには、たとえば、請求項２に記載の発明のように、第１の磁気センサに設けられた電源端子に接続された磁気抵抗と、第２の磁気センサに設けられた電源端子に接続された磁気抵抗とは配置角度が９０°異なり、かつ、第１の磁気センサに設けられたグランド端子に接続された磁気抵抗と、第２の磁気センサに設けられたグランド端子に接続された磁気抵抗とは配置角度が９０°異なるようにすれば良い。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、第１および第２の磁気センサは同一の基板から製造されたものであるため、同一ロットにおける基板間のばらつき、および異なるロット間のばらつきに起因するオフセット電圧の発生をなくすことができるため、全体のオフセット電圧をより一層小さくすることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、バイアス磁石が発生するバイアス磁界のうち、磁束同士が平行になっている一様な分布のバイアス磁界を磁気センサに印加することができる。
したがって、磁気センサまたはバイアス磁石の取付位置が、バイアス磁石のＳ極の中心およびＮ極の中心を結ぶ線と直交する方向にずれた場合であっても、磁気抵抗に印加される磁束の磁化容易軸に対する入射角度が変化しないため、被検出電流の検出精度の低下を少なくすることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、電路は回路基板に貫通形成された空間に挿通されているため、その空間に電路を挿通すれば、第１および第２の磁気センサと第１および第２のバイアス磁石とが電路を挾んで配置された状態にすることができる。したがって、各磁気センサおよび各バイアス磁石を個別に取付ける必要がないため、電流センサの取付け作業効率を高めることができる。
【００２９】
なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施形態に係る電流センサの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】磁気抵抗の配置および磁気ベクトルの説明図である。
【図４】磁気センサ２１，２２の等価回路である。
【図５】図１に示す電流センサの主な電気的構成を示す回路図である。
【図６】他の実施形態に係る電流センサの概略構成を示す説明図である。
【図７】従来の電流センサにおける磁気抵抗の配置および磁気ベクトルの説明図である。
【図８】図７に示す電流センサの回路図である。
【図９】磁気センサ７１，７２の各中点７７，７８の出力波形を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
この発明に係る実施形態について図を参照して説明する。図１は、この実施形態に係る電流センサの概略構成を示す説明図であり、図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００３２】
［主要構成］
電流センサ５０は、回路基板５１と、この回路基板５１に取付けられた磁気センサ２１，２２と、バイアス磁石３１，３２と、ＩＣチップ６０とを備える。回路基板５１には、回路基板５１の表面５１ａおよび裏面５１ｂを貫通するスリット５２が形成されている。スリット５２には、被検出電流Ｉが流れるバスバー９０が挿通されている。バスバー９０は、たとえば、車両に搭載されたバッテリーと接続されており、そのバッテリーから供給される電源を所定の電気回路へ供給する。
【００３３】
この実施形態では、バスバー９０は、板状に形成されており、バスバー９０の表裏の板面および一側面が、スリット５２の相対向する内壁面および底面に密着している。つまり、バスバー９０をその一側面がスリット５２の底面に当接するようにスリット５２に挿入することにより、バスバー９０のスリット５２に対する位置決めが自動的になされるように構成されている。
【００３４】
また、スリット５２にバスバー９０を挿通すれば、磁気センサ２１，２２とバイアス磁石３１，３２とがバスバー９０を挾んで配置された状態にすることができる。したがって、各磁気センサ２１，２２および各バイアス磁石３１，３２を個別に取付ける必要がないため、電流センサ５０の取付け作業効率を高めることができる。
【００３５】
図１に示す例では、バスバー９０を流れる被検出電流Ｉの向きは、紙面の表面から裏面に向けて直交する方向である。回路基板５１の表面５１ａには、磁気センサ２１，２２が取付けられている。磁気センサ２１，２２は、バスバー９０を挾んで配置されている。図２に示すように、回路基板５１の裏面５１ｂには、磁気センサ２１にバイアス磁界を印加するバイアス磁石３１と、磁気センサ２２にバイアス磁界を印加するバイアス磁石３２とが取付けられている。
【００３６】
磁気センサ２１は回路基板５１を挾んでバイアス磁石３１の直上に配置されており、磁気センサ２２は回路基板５１を挾んでバイアス磁石３２の直上に配置されている。各バイアス磁石３１，３２の横断面の面積は、直上に配置された磁気センサの横断面の面積よりも大きい。
【００３７】
したがって、バイアス磁石３１，３２が発生するバイアス磁界のうち、磁束同士が平行になっている一様な分布のバイアス磁界を磁気センサ２１，２２に印加することができる。つまり、磁気センサ２１，２２またはバイアス磁石３１，３２の取付位置が、バイアス磁石のＳ極の中心およびＮ極の中心を結ぶ線と直交する方向にずれた場合であっても、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２に印加される磁束の磁化容易軸に対する入射角度が変化しないため、被検出電流Ｉの検出精度の低下を少なくすることができる。
【００３８】
また、磁気センサ２１，２２に配置された信号出力端子２５，２６、電源端子２３およびグランド端子２４（図３）は、それぞれボンディングワイヤＷによって回路基板５１の表面５１ａに形成された回路（図示省略）に接続されており、その回路を介してＩＣチップ６０と接続されている。この実施形態では、磁気センサ２１，２２はそれぞれ板状に形成されており、バイアス磁石３１，３２もそれぞれ板状に形成されている。
【００３９】
ここで、磁気センサの製造方法を簡単に説明する。磁気センサを構成する磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、基板上に絶縁膜を介して形成される。また、各磁気抵抗は、蒸着法によって磁気抵抗材料を基板上に蒸着させ、その蒸着領域をマスクで覆い、電子ビーム露光して形成することができる。また、磁気抵抗材料としては、Ｎｉ−Ｃｏ系やＮｉ−Ｆｅ系などを用いることができる。また、基板としては、ガラスエポキシ基板などを用いることができる。
【００４０】
次に、磁気センサ２１，２２を構成する磁気抵抗の配置関係および磁気ベクトルについて図を参照して説明する。図３は、磁気抵抗の配置および磁気ベクトルの説明図である。
【００４１】
磁気センサ２１は、基板２１ａに形成された電源端子２３、グランド端子２４および出力端子２５と、電源端子２３に一端が接続された磁気抵抗Ｒ１と、一端が磁気抵抗Ｒ１に接続され他端がグランド端子２４に接続された磁気抵抗Ｒ２とを有する。磁気センサ２２は、基板２２ａに形成された電源端子２３、グランド端子２４および出力端子２６と、電源端子２３に一端が接続された磁気抵抗Ｒ１と、一端が磁気抵抗Ｒ１に接続され他端がグランド端子２４に接続された磁気抵抗Ｒ２とを有する。
【００４２】
磁気センサ２１の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、相互に９０°を成す配置角度で配置されている。つまり、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、磁気抵抗薄膜の延びる方向が相互に９０°を成す配置角度で配置されている。換言すると、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、自身の磁化容易軸が相互に９０°を成す配置角度で配置されている。また、磁気センサ２１の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、被検出電流Ｉの向きに対して４５°を成す配置角度で配置されている。
【００４３】
磁気センサ２２の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２も、相互に９０°を成す配置角度で配置されている。つまり、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、磁気抵抗薄膜の形成方向が相互に９０°を成す配置角度で配置されている。換言すると、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、自身の磁化容易軸が相互に９０°を成す配置角度で配置されている。また、磁気センサ２２の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、被検出電流Ｉの向きに対して４５°を成す配置角度で配置されている。
【００４４】
磁気センサ２１の磁気抵抗Ｒ１と、磁気センサ２２の磁気抵抗Ｒ１とは配置角度が９０°異なる。さらに、磁気センサ２１の磁気抵抗Ｒ２と、磁気センサ２２の磁気抵抗Ｒ２とは配置角度が９０°異なる。換言すると、磁気センサ２１，２２における各磁気抵抗Ｒ１の磁化容易軸の延長線同士が９０°を成し、各磁気抵抗Ｒ２の磁化容易軸の延長線同士が９０°を成す。
【００４５】
つまり、磁気センサ２２を構成する電源端子２３、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２およびグランド端子２４の配置パターンは、磁気センサ２１をその中心Ｐ１を回転中心にして時計回りに９０°回転させた場合の配置パターンと同一である。また、逆に、磁気センサ２１を構成する電源端子２３、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２およびグランド端子２４の配置パターンは、磁気センサ２２をその中心Ｐ２を回転中心にして反時計回りに９０°回転させた場合の配置パターンと同一である。
【００４６】
磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、中心Ｐ１，Ｐ２を中心にして点対称に配置されており、ここでいう中心は、点対称を定義するときの対称点である。また、この実施形態では、基板２１ａ，２２ａも同一であり、基板に対する電源端子２３、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２およびグランド端子２４の配置パターンも同一であるため、中心Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ磁気センサ２１，２２の各重心でもある。
【００４７】
このように、磁気センサ２１，２２は、基板における電源端子２３、グランド端子２４、電源端子２３およびグランド端子２４間に直列接続された磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の配置パターンが同一である。ここで、磁気抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ１とし、磁気抵抗Ｒ２の抵抗値をＲ２とし、電源電圧をＶｃｃとすると、磁気センサ２１，２２の等価回路は図４に示す構成になる。そして、オフセット電圧Ｖｏｆｆは、Ｖｏｆｆ＝Ｖｃｃ・（Ｒ１−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＝０になる。
【００４８】
したがって、磁気センサ２１，２２間における磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の配置パターンの誤差に起因するオフセット電圧を０にすることができるため、全体のオフセット電圧を小さくすることができる。さらに、磁気センサ２１，２２における各磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値Ｒ１，Ｒ２に理想値と誤差がある場合であっても、（Ｒ１−Ｒ１）＝０になるため、オフセット電圧Ｖｏｆｆを０にすることができる。
【００４９】
また、磁気センサ２１，２２は、同一のロットにおける同一の基板から製造されたものである。さらに、各磁気センサの基板上における電源端子２３、グランド端子２４、出力端子および磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２は、同一のマスクを用いた電子ビーム露光によってパターニングされている。
したがって、ロットの相違に起因するオフセット電圧と、同一のロットにおける基板の相違に起因するオフセット電圧と、マスクの寸法号差に起因するオフセット電圧とを小さくすることができる。
【００５０】
［主な電気的構成］
次に、電流センサ５０の主な電気的構成について、それを示す図５を参照して説明する。
【００５１】
ＩＣチップ６０は、電源回路６１と、差動増幅回路６２，６３と、感度補正回路６４と、オフセット補正回路６５とを備える。磁気センサ２１の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２および磁気センサ２２の磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２によりフルブリッジ回路が構成されている。このフルブリッジ回路の２つの中点２５ａ，２６ａは差動増幅回路６２の入力に接続されている。差動増幅回路６２の出力はオペアンプ６３の反転入力端子に接続されている。オペアンプ６３の非反転入力端子には感度補正回路６４およびオフセット補正回路６５が接続されている。
【００５２】
電源回路６１は、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ２により構成されるフルブリッジ回路に電源Ｖｃｃを供給する。感度補正回路６４は、電流センサ５０の検出感度を補正するための回路であり、複数の感度補正用電圧に対応するデジタルデータが格納されたＥＰＲＯＭなどのデータ書換え可能記録媒体と、このデータ書換え可能記録媒体から出力されるデジタルデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータとを備える。
【００５３】
また、オフセット補正回路６５は、電流センサ５０のオフセット電圧Ｖｏｆｆを補正するための回路であり、複数のオフセット補正用電圧に対応するデジタルデータが格納されたＥＰＲＯＭなどのデータ書換え可能記録媒体と、このデータ書換え可能記録媒体から出力されるデジタルデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータとを備える。
【００５４】
前述したように、オフセット電圧Ｖｏｆｆが発生する要因には、（１）磁気センサ間における磁気抵抗の配置パターンの誤差、（２）基板面に蒸着した磁気抵抗薄膜をパターニングするときのマスクの寸法誤差、（３）基板面内のばらつき、（４）同じロットにおける基板間のばらつき、（５）異なるロット間のばらつき、などがある。このため、従来は、オフセット補正回路６５に備えられたデータ書換え可能記録媒体には、上記の複数の要因を考慮して決定した広範囲のオフセット補正用電圧を記録しておく必要があった。
【００５５】
しかし、この実施形態の電流センサ５０は、前述したように、上記の複数の要因によって発生する各オフセット電圧を小さくすることができるため、データ書換え可能記録媒体に記録しておくオフセット補正用電圧の範囲を狭くすることができる。
したがって、オフセット補正回路６５に備えられたデータ書換え可能記録媒体に記録しておくオフセット補正用電圧のビット数を少なくすることができる。
【００５６】
各中点２５ａ，２６ａから出力された検出信号Ｖａ（θ），Ｖｂ（θ）は、差動増幅回路６２によって差動増幅され、その差動増幅信号は、オペアンプ６３によって感度補正およびオフセット補正が行われた後、出力端子６８から出力される。この出力端子６８から出力された出力信号は、たとえば、車両に備えられたＥＣＵ(Electronic Control Unit)に取り込まれ、ＥＣＵは、取り込んだ出力信号に基いて被検出電流Ｉの大きさを演算し、その演算値に基づいて、バスバー９０が接続されたバッテリの電力消費状態などを検知する。
【００５７】
（他の実施形態）
（１）図６に示すように、磁気センサ２１，２２は、それぞれ磁気抵抗Ｒａ〜Ｒｄを備えており、磁気抵抗Ｒａ，Ｒｂからなる直列回路は、磁気抵抗Ｒｃ，Ｒｄからなる直列回路と直交するように配置されている。磁気抵抗Ｒａ，Ｒｂが前述の磁気抵抗Ｒ１に相当し、磁気抵抗Ｒｃ，Ｒｄが磁気抵抗Ｒ２に相当する。また、電源端子２３、グランド端子２４および磁気抵抗Ｒａ〜Ｒｄは、磁気センサ２１，２２間で配置角度が９０°異なる。
【００５８】
各直列回路が交差する点は、基板２１ａ，２２ａの各重心と一致しており、磁気抵抗Ｒａ，Ｒｄおよび磁気抵抗Ｒｃ，Ｒｂは点対称になっている。このように磁気抵抗Ｒａ〜Ｒｄを配置することにより、基板に応力が加わったときに、その応力に起因する磁気抵抗の変化が各直列回路に均等に発生するため、応力に起因する被検出電流の測定誤差をなくすことができる。
【００５９】
（２）一方の磁気センサを他方の磁気センサに対して９０°回転させて配置する場合、その回転方向は、時計回り（＋９０°）でも良いし、反時計回り（−９０°）でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
前述の実施形態では、この発明に係る電流センサを車両に適用した場合を説明したが、ロボット、航空機、鉄道車両、船舶、電気機器など、電路を有するものであれば、どんなものにも適用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２１，２２・・磁気センサ、２１ａ，２２ａ・・中点、３１，３２・・バイアス磁石、
５０・・電流センサ、５１・・基板、５２・・スリット、６２・・差動増幅回路、
９０・・バスバー、Ｂｃｕｒ１，Ｂｃｕｒ２・・磁気ベクトル、
Ｂｍａｇ１，Ｂｍａｇ２・・磁気ベクトル、Ｂ１，Ｂ２・・合成磁気ベクトル、
Ｒ１，Ｒ２，Ｒａ〜Ｒｄ・・磁気抵抗。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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