[發明專利]用于電流檢測電路和集成電流傳感器的裝置

有效

• 申請號: 200980115608.6
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN102016606A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: M·C·杜格;R·迪金森;W·P·泰勒
• 申請（專利權）人: 阿萊戈微系統公司
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉興鵬

技術領域

本發明總體上涉及電流檢測電路，并且，更特別地，涉及具有相應的集成電流傳感器的電流檢測電路。

背景技術

如現有技術中已知的，一種類型的傳統電流傳感器使用霍爾效應元件，其響應于與穿過導體的電流關聯的磁場而產生電壓。典型的這種類型的電流傳感器包括安裝于非傳導性材料例如電路板上的霍爾效應元件。在某些應用中，使用鐵芯(磁通聚集器)靠近霍爾效應元件。

另一種類型的電流傳感器使用磁阻元件，其響應于與穿過導體的電流關聯的磁場而改變電阻。固定電流被傳導經過磁阻元件，因而產生與磁場成比例的電壓輸出信號。一些傳統的這種類型的電流傳感器使用安裝于非傳導性材料例如電路板上的各向異性磁阻(AMR)元件。

許多參數表征電流傳感器的特性，包括靈敏度和線性度。靈敏度與響應于磁場變化的磁阻元件的電阻變化或來自霍爾效應元件的輸出電壓變化有關。線性度與磁阻元件的電阻或來自霍爾效應元件的輸出電壓與磁場成線性正比例變化的程度有關。

可以表征電流傳感器的另一參數是至少承受電流傳感器和導體之間的某一預定擊穿電壓的能力，其中，電流傳感器被布置于該導體附近以測量該導體內的電流。

電流傳感器的靈敏度和上述的擊穿電壓之間可以存在一個平衡點。也就是，為了實現高靈敏度。希望電流傳感器特別是電流傳感器內的電流(磁場)檢測元件布置成接近導體并與導體盡可能的靠近。但是，緊密的靠近趨于降低擊穿電壓。

已知在電流傳感器中使用的不同類型的磁場檢測元件(例如霍爾效應元件和磁阻元件)具有不同的特征，包括但不僅限于不同的靈敏度、不同的線性度，還包括響應于磁場的不同的磁滯特性。還已知很多類型的磁阻元件的靈敏度高于霍爾效應元件。還已知某一特殊類型的磁場檢測元件例如霍爾效應元件，當基片(也就是感應層)包含不同的材料例如Si和GaAs時，可以具有本質上不同的靈敏度。

希望提供一種不但具有相對較高的靈敏度還具有相對較高的擊穿電壓的電流傳感器。

發明內容

根據本發明的一個方面，用于檢測電流的電子電路包括具有彼此相反的第一和第二主表面的電路板和用于承載電流的電流導體。電流導體包括布置于電路板上的電路跡線。電子電路還包括集成電路，集成電路被布置于電路板上的某一位置并電連接到所述電路板，以跨越所述電流導體。集成電路包括用于檢測與電流相關聯的磁場的磁阻元件。

使用這種配置，該電子電路對電流具有相對較高的靈敏度，特別是與用霍爾效應元件代替磁阻元件得到的靈敏度相比。

應了解，電流導體不但能夠承載電流，還具有相關聯的電壓。在某些配置中，電流導體布置于電路板的第二表面上，而集成電路布置于電路板的第一表面上。使用這種特殊的配置，電子電路不但對電流具有相對較高的靈敏度，而且相對于電流導體上的電壓具有特別高的擊穿電壓。

根據本發明的另一方面，用于檢測電流的電子電路包括：具有彼此相反的第一和第二主表面的電路板和用于承載電流的電流導體。電流導體包括電路跡線。電流導體還包括布置于并電連接到電路板的集成電路。集成電路包括用于檢測與電流相關聯的磁場的霍爾效應元件。電流導體布置于電路板的第二表面上，而集成電路布置于電路板的第一表面上。

附圖說明

從下面對附圖的詳細描述中，可以更完全地理解本發明的前述特征和發明本身。

圖1是示出了包括集成電路電流傳感器并且還包括電流導體的電子電路的圖示，其中，集成電路電流傳感器包括布置于基片表面上方的磁場檢測元件；

圖1A是圖1的電子電路的剖視圖；

圖2是示出了包括集成電路電流傳感器并且還包括電流導體的電子電路的圖示，其中，集成電路電流傳感器包括第一和第二基片、布置于第二基片的表面上方的磁場檢測元件；

圖2A是圖2的電子電路的剖視圖；

圖3是示出了包括集成電路電流傳感器并且還包括電流導體的另一電子電路的圖示，其中，集成電路電流傳感器包括第一和第二基片、布置于第二基片的表面上方的磁場檢測元件；

圖3A是圖3的電子電路的剖視圖；

圖4是示出了包括集成電路電流傳感器并且還包括電流導體的另一電子電路的圖示，其中，集成電路電流傳感器包括第一和第二基片、布置于第二基片的表面上方的磁場檢測元件；

圖4A是圖4的電子電路的剖視圖；

圖5是示出了包括集成電路電流傳感器并且還包括電流導體的另一電子電路的圖示，其中，集成電路電流傳感器包括第一、第二和第三基片、布置于第二基片的表面上方的磁場檢測元件；

圖5A是圖5的電子電路的剖視圖；