[發明專利]雜散磁場魯棒的磁場傳感器和系統

有效

• 申請號: 201811018563.8
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109490795B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 斯特凡·馬勞斯卡;約爾格·科克;哈特穆特·馬茨;馬克·艾斯勒;丹尼斯·赫爾姆博爾特
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

一種磁場傳感器包括形成在基板上的磁感元件和屏蔽結構。所述屏蔽結構完全環繞所述磁感元件以用于抑制沿著第一軸線和第二軸線的雜散磁場，所述第一軸線和所述第二軸線均與所述基板的表面平行并且彼此垂直。磁場沿著與所述基板的所述表面垂直的第三軸線朝向，并且所述磁感元件被配置成感測沿著所述第一軸線的磁場。在所述基板上靠近所述磁感元件形成的磁場偏轉元件將所述磁場從所述第三軸線重定向到所述第一軸線中，以被所述磁感元件感測為測量磁場。各自被屏蔽結構完全環繞的至少兩個磁場傳感器形成用于確定磁場梯度的梯度單元。

技術領域

本發明總體上涉及磁場傳感器。更具體地說，本發明涉及具有用于測量平面外磁場的梯度計配置的集成屏蔽結構的磁場傳感器，以及一種結合用于測量平面外磁場同時抑制平面內雜散磁場的磁場傳感器的系統。

背景技術

磁場傳感器系統用于各種商業、工業和汽車應用中，以測量磁場用于速度和方向感測、旋轉角度感測、接近度感測等目的。沿著磁場傳感器的非感測軸線和感測軸線的干擾磁場(也被稱為雜散磁場)可改變傳感器的靈敏度和線性范圍，由此不利地影響磁場檢測質量。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供一種磁場傳感器，包括：

磁感元件，其形成在基板上；以及

屏蔽結構，其形成在所述基板上并且完全環繞所述磁感元件，所述屏蔽結構被配置成抑制沿著第一軸線和第二軸線的雜散磁場，其中所述第一軸線和所述第二軸線與所述基板的表面平行并且彼此垂直。

在一個或多個實施例中，所述屏蔽結構沿著與所述基板的所述表面平行的所述第一軸線和所述第二軸線環繞所述磁感元件，并且所述屏蔽結構并未在與所述基板的所述表面垂直的方向上環繞所述磁感元件。

在一個或多個實施例中，所述磁感元件被配置成感測沿著與所述基板的表面垂直朝向的第三軸線的外部磁場。

在一個或多個實施例中，外部磁場沿著與所述基板的表面垂直的第三軸線朝向，所述磁感元件被配置成感測沿著所述第一軸線的測量磁場，并且所述磁場傳感器進一步包括在所述基板上靠近所述磁感元件形成的磁場偏轉元件，其中所述磁場偏轉元件被配置成將所述外部磁場從所述第三軸線重定向到所述第一軸線中以被所述磁感元件感測為所述測量磁場。

在一個或多個實施例中，所述屏蔽結構另外環繞所述磁場偏轉元件的側壁。

在一個或多個實施例中，所述屏蔽結構包括面向彼此的第一結構側壁和面向彼此的第二結構側壁，其中所述第一結構側壁的第一端聯接到所述第二結構側壁的第二端以產生針對所述屏蔽結構的矩形配置，所述矩形配置具有中心區域，并且所述磁感元件位于所述中心區域中。

在一個或多個實施例中，所述第一端中的一個與所述第二端中的一個的每個交點表現出彎曲形狀。

在一個或多個實施例中，所述屏蔽結構包括用于產生針對所述屏蔽結構的橢圓形配置的連續結構側壁，所述橢圓形配置具有中心區域，并且所述磁感元件位于所述中心區域中。

在一個或多個實施例中，所述屏蔽結構環繞中心區域，并且所述磁感元件位于所述中心區域中、在偏離所述中心區域的中心點的位置處。

在一個或多個實施例中，所述磁感元件是第一磁感元件，所述屏蔽結構是第一屏蔽結構，并且所述磁場傳感器進一步包括：

第二磁感元件，其形成在所述基板上；以及

第二屏蔽結構，其形成在所述基板上并且完全環繞所述第二磁感元件的側壁，所述第二屏蔽結構被配置成抑制沿著所述第一軸線和所述第二軸線的所述雜散磁場。

在一個或多個實施例中，所述第一磁感元件和所述第二磁感元件彼此間隔開以形成梯度單元，所述梯度單元被配置成確定磁場梯度。

在一個或多個實施例中，所述梯度單元被實施在角位置傳感器中。