[实用新型]一种磁传感芯片及闭环反馈电流传感器

说明书

一种磁传感芯片及闭环反馈电流传感器，该闭环反馈电流传感器包括：外壳；设置于外壳内的磁传感芯片和信号处理电路，磁传感芯片包括由磁电阻元件组成的磁传感单元、设置于磁传感单元上方的反馈线圈，反馈线圈为由导电材料刻蚀而成的平面螺旋线结构，螺旋线平面和磁传感单元的敏感方向相垂直；信号处理电路包括磁平衡电路和电流采样电路，磁传感芯片通过输入端子与电源相连，通过输出端子与磁平衡电路相连；磁平衡电路与反馈线圈相连，向反馈线圈提供电流，使反馈线圈产生反馈磁场；电流采样电路与反馈线圈相连，采集反馈线圈的电流信号并输出。本实用新型将磁电阻元件和反馈线圈集成于磁传感芯片内，减小了闭环反馈电流传感器的体积和重量。

技术领域

本实用新型属于传感测量技术领域，尤指涉及一种磁传感芯片及闭环反馈电流传感器。

背景技术

电流传感器有开环式传感器和闭环式传感器两大类型，开环式电流传感器是采用磁敏感元件来产生与被测电流成比例的模拟信号从而实现测量电流的目的。开环式电流传感器结构简单、过载能力强，但开环的方式导致线性度较差，影响了电流传感器的测量精度。

相比于开环式电流传感器，闭环反馈的电流传感器灵敏度更高、测量范围更广。闭环反馈电流传感器包括基于磁调制的闭环反馈电流传感器和基于磁传感器的闭环反馈电流传感器。

基于磁调制的闭环反馈电流传感器，其原理是先将被测电流的磁场信号通过调制电路搭载到自激产生的基波上，再由解调电路将搭载的基波去掉，剩余被测电流的磁场信号；信号处理电路通过判断被测电流的磁场信号，控制反馈线圈绕组产生的磁场大小，以达到电流传感器的磁平衡状态；当电流传感器处于磁平衡状态时，通过测量反馈线圈绕组中的电流即可计算出被测电流的大小。但基于磁调制的闭环反馈电流传感器通常只能用于测量较小的直流信号，应用场景有限。

基于磁传感器的闭环反馈电流传感器是采用磁传感器检测磁场，由信号处理电路依据磁传感器检测到的磁场来调节反馈线圈绕组的电流，使反馈磁场与被测电流磁场大小相等、方向相反，磁传感器附近的磁场达到平衡状态；当电流传感器处于磁平衡状态时，通过测量反馈线圈绕组中的电流即可计算出被测电流的大小。基于磁传感器的闭环反馈电流传感器能够测量交、直流信号，应用场景更广，而且电路结构相对基于磁调制闭环反馈电流传感器中的电路结构要更简单。但该类型的电流传感器要在磁环外绕制反馈线圈绕组，绕制反馈线圈绕组增加了电流传感器的体积和重量，无法满足微型化的应用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种体积小、轻量化的磁传感芯片。

本实用新型的另一目的在于提供一种体积更小、更轻量化的闭环反馈电流传感器。

为了实现上述第一目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种磁传感芯片，包括：由磁电阻元件组成的磁传感单元、设置于所述磁传感单元上方的反馈线圈，所述反馈线圈为由导电材料刻蚀而成的平面螺旋线结构，所述反馈线圈的螺旋线平面和所述磁传感单元的敏感方向相垂直。

进一步的，所述磁电阻元件为TMR单元或GMR单元或AMR单元。

进一步的，还包括热敏电阻，所述热敏电阻位于磁电阻元件的电极层上，所述电极层为钌金属层或电极层中有钌金属，所述热敏电阻为钌电阻；所述磁电阻元件为TMR单元或GMR单元。

进一步的，所述磁电阻元件桥式连接形成全桥结构的磁传感单元。

为了实现上述第二目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：