本發(fā)明涉及電流檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流檢測(cè)芯片和檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體薄片兩端通一控制電流，并在薄片的垂直方向存在磁場(chǎng)，則在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向，將產(chǎn)生霍爾電壓，這種現(xiàn)象叫做霍爾效應(yīng)，根據(jù)所述霍爾效應(yīng)可以形成霍爾傳感器。

由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以根據(jù)霍爾效應(yīng)測(cè)量出磁場(chǎng)，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流檢測(cè)芯片。其優(yōu)點(diǎn)是不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感。

而在實(shí)際使用過(guò)程中，采用霍爾電流檢測(cè)芯片進(jìn)行電流測(cè)量的過(guò)程中，外磁場(chǎng)容易對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。

所以，現(xiàn)有的霍爾電流檢測(cè)芯片的檢測(cè)準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電流檢測(cè)芯片，能夠消除外磁場(chǎng)的干擾，提高電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電流檢測(cè)芯片，包括：分立的第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器；連接輸入端和輸出端的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線環(huán)繞沿輸入端至輸出端的走向環(huán)繞所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器，所述環(huán)繞為開(kāi)環(huán)環(huán)繞，且對(duì)所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器的環(huán)繞方向相反。

可選的，所述導(dǎo)線沿輸入端至輸出端的走向形成兩個(gè)凹口，所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器分別位于所述凹口內(nèi)。

可選的，所述凹口的形狀為U形、半圓形或圓弧形。

可選的，所述導(dǎo)線包括并聯(lián)的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線，所述第一導(dǎo)線環(huán)繞第一霍爾電流傳感器，所述第二導(dǎo)線環(huán)繞第二霍爾電流傳感器。

可選的，包含所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器的最小矩形區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度均小于3mm。

本發(fā)明的技術(shù)方案還提供一種電流檢測(cè)方法，包括：提供電流檢測(cè)芯片，所述電流檢測(cè)芯片包括：分立的第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器、連接輸入端和輸出端的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線沿輸入端至輸出端的走向環(huán)繞所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器，所述環(huán)繞為開(kāi)環(huán)環(huán)繞，且對(duì)所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器的環(huán)繞方向相反；從輸入端接入電流，獲取第一霍爾電流傳感器的第一輸出信號(hào)、和第二霍爾電流傳感器的第二輸出信號(hào)；將所述第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)相減，獲得檢測(cè)信號(hào)。

可選的，所述第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)均為電壓信號(hào)。

可選的，所述檢測(cè)信號(hào)的大小與輸入電流的大小成正比。

可選的，所述導(dǎo)線沿輸入端至輸出端的走向形成兩個(gè)凹口，所述第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器分別位于所述凹口內(nèi)。

可選的，所述凹口的形狀為U形、半圓形或圓弧形。

可選的，所述導(dǎo)線包括并聯(lián)的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線，所述第一導(dǎo)線環(huán)繞第一霍爾電流傳感器，所述第二導(dǎo)線環(huán)繞第二霍爾電流傳感器。

本發(fā)明的電流檢測(cè)芯片能夠使待檢測(cè)電流在第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器內(nèi)形成大小相同，方向相反的磁場(chǎng)，從而使第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器的輸出信號(hào)大小相同，方向相反，將兩者相減獲得檢測(cè)信號(hào)，能夠抵消干擾磁場(chǎng)的影響，提高電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的電流檢測(cè)芯片和電流檢測(cè)方法的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1，為本發(fā)明一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述電流檢測(cè)芯片包括：分立的第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102；連接輸入端103和輸出端104的導(dǎo)線105，所述導(dǎo)線105環(huán)繞沿輸入端至輸出端的走向環(huán)繞所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102，所述環(huán)繞為開(kāi)環(huán)環(huán)繞，且對(duì)所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的環(huán)繞方向相反。

所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102是兩個(gè)相同的霍爾電流傳感器。當(dāng)有磁場(chǎng)垂直通過(guò)所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的情況下，所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102會(huì)產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢(shì)，從而輸出電壓信號(hào)。所述電壓信號(hào)的大小與通過(guò)的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。

所述輸入端103和輸出端104分別作為電流的輸入端和輸出端，當(dāng)所述電流檢測(cè)芯片用于檢測(cè)電流時(shí)，所述待檢測(cè)電流從輸入端103流入，從輸出端104流出。

所述輸入端103和輸出端104之間通過(guò)導(dǎo)電連接。所述導(dǎo)線電阻較小，從而不會(huì)對(duì)待檢測(cè)電流造成影響。

所述輸入端103和輸出端104可以設(shè)置在電流檢測(cè)芯片的引線框架100上。

所述導(dǎo)線105沿輸入端至輸出端的走向環(huán)繞第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102，且所述環(huán)繞為開(kāi)環(huán)環(huán)繞，以便導(dǎo)線105內(nèi)通過(guò)電流時(shí)，能夠形成穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的電流磁場(chǎng)。

并且，所述導(dǎo)線105對(duì)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的環(huán)繞方向相反，且由于芯片面積較小，從而使得當(dāng)導(dǎo)線105內(nèi)有電流通過(guò)時(shí)，穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的電流磁場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，大小相等。

所述導(dǎo)線沿105沿輸入端至輸出端的走向形成兩個(gè)凹口，所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102分別位于所述凹口內(nèi)。

具體的，所述凹口的形狀為U形(如圖1所示)、半圓形(如圖2所示)或圓弧形。當(dāng)所述凹口形狀為圓弧形時(shí)，所述圓弧為優(yōu)弧，接近于圓形(如圖3所示)，這種情況下，當(dāng)導(dǎo)線103內(nèi)有電流通過(guò)時(shí)，通過(guò)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的磁通量提高，磁場(chǎng)強(qiáng)度更大，更利于提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

由于導(dǎo)線103對(duì)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的環(huán)繞方向相反，穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的磁場(chǎng)方向相反。當(dāng)有干擾磁場(chǎng)存在的情況下，根據(jù)干擾磁場(chǎng)的方向，穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，例如：當(dāng)干擾磁場(chǎng)的方向與穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101的電流磁場(chǎng)相同時(shí)，穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101的總的磁場(chǎng)強(qiáng)度增加，而穿過(guò)第二霍爾電流傳感器102的總的磁場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)等同增加，從而導(dǎo)致第一霍爾電流傳感器101的輸出信號(hào)和第二霍爾電流傳感器102的輸出信號(hào)會(huì)同等偏大，將兩者相減即可抵消掉干擾磁場(chǎng)的影響，從而去除干擾磁場(chǎng)對(duì)于電流檢測(cè)結(jié)果的干擾。

具體的，當(dāng)不存在干擾磁場(chǎng)的情況下，第一霍爾電流傳感器101輸出信號(hào)為V1，而第二霍爾電流傳感器102輸出信號(hào)為-V1，兩者方向相反。當(dāng)存在干擾磁場(chǎng)的情況下，第一霍爾電流傳感器101輸出信號(hào)為V1+a，而第二霍爾電流傳感器102的輸出信號(hào)為-V1+a，a為第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102在干擾磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的輸出信號(hào)，從而將兩者的輸出信號(hào)相減即可抵消掉干擾磁場(chǎng)的影響，而獲得兩倍大的有效信號(hào)2V1，該有效信號(hào)實(shí)際為待檢測(cè)電流的電流磁場(chǎng)對(duì)第一霍爾電流傳感芯片101或第二電流傳感芯片102產(chǎn)生的輸出信號(hào)的兩倍。

為了避免在第一霍爾電流傳感器101、和第二霍爾電流傳感器102處，形成方向相反的磁場(chǎng)，需要對(duì)第一霍爾電流傳感器101、和第二霍爾電流傳感器102所在區(qū)域的范圍進(jìn)行限制。本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中，包含所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的最小矩形區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度均小于3mm，所述矩形區(qū)域范圍很小，確保不會(huì)在該區(qū)域內(nèi)形成方向相反的干擾磁場(chǎng)。

請(qǐng)參考圖4，為本發(fā)明另一具體實(shí)施方式的電流檢測(cè)芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述連接輸入端103和輸出端104的導(dǎo)線包括并聯(lián)的第一導(dǎo)線105a和第二導(dǎo)線105b，所述第一導(dǎo)線105a環(huán)繞第一霍爾電流傳感器101，所述第二導(dǎo)線105b環(huán)繞第二霍爾電流傳感器102。

所述第一導(dǎo)線105a和第二導(dǎo)線105b上通過(guò)的電流之和為待檢測(cè)電流的大小。作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式，所述第一導(dǎo)線105a逆時(shí)針環(huán)繞所述第一霍爾電流傳感器101，所述第二導(dǎo)線105b順時(shí)針環(huán)繞所述第二霍爾電流傳感器102，從而能夠形成大小相等，方向相反的電流磁場(chǎng)。

在沒(méi)有干擾磁場(chǎng)的情況下，所述第一霍爾電流傳感器101輸出信號(hào)為V2，而第二霍爾電流傳感器102輸出信號(hào)為-V2，兩者方向相反。當(dāng)存在干擾磁場(chǎng)，且所述干擾磁場(chǎng)方向與穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101的電流磁場(chǎng)方向一致的情況下，第一霍爾電流傳感器101輸出信號(hào)為V1+b，而第二霍爾電流傳感器102的輸出信號(hào)為-V2+b，b為第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102在干擾磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的輸出信號(hào)，從而將兩者的輸出信號(hào)相減即可抵消掉干擾磁場(chǎng)的影響，而獲得兩倍大的有效信號(hào)2V2，該有效信號(hào)即為待檢測(cè)電流的電流磁場(chǎng)產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)。

并且，在將第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102輸出信號(hào)相減，消除外部干擾磁場(chǎng)的影響的同時(shí)，還能夠?qū)ο到y(tǒng)噪聲對(duì)于第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102輸出信號(hào)的干擾也起到一定抵消作用。

綜上，由于電流磁場(chǎng)環(huán)繞于通電導(dǎo)線周邊，在不同電流方向的導(dǎo)線周圍，會(huì)得到不同方向的電流磁場(chǎng)，且所述電流磁場(chǎng)的方向與電流方向垂直，符合右手螺旋定則。上述電流檢測(cè)芯片中，由于導(dǎo)線對(duì)第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器的環(huán)繞方向相反，在第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器周圍的導(dǎo)線電流方向相反，從而分別在第一霍爾電流傳感器和第二霍爾電流傳感器所在區(qū)域內(nèi)形成相反方向的磁場(chǎng)，而外磁場(chǎng)不可能在此小區(qū)域內(nèi)形成正好方向相反的有效磁場(chǎng)，從而可以采用這種技術(shù)，有效抑制外磁場(chǎng)干擾，提高電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。導(dǎo)線形成的磁場(chǎng)與第一霍爾電流傳感器、第二霍爾電流傳感器的位置是否對(duì)稱決定了消除外磁場(chǎng)是否徹底，具體的，當(dāng)穿過(guò)第一霍爾電流傳感器與第二霍爾電流傳感器的磁場(chǎng)位置對(duì)稱、方向相反、大小相等時(shí)，能夠完全消除外磁場(chǎng)的干擾。

本發(fā)明的具體實(shí)施方式還提供一種采用上述電流檢測(cè)芯片進(jìn)行的電流檢測(cè)方法。

請(qǐng)參考圖5，為所述電流檢測(cè)方法的流程示意圖。

步驟S1：提供電流檢測(cè)芯片。

請(qǐng)參考圖1至圖3，所述電流檢測(cè)芯片包括：分立的第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102、連接輸入端103和輸出端104的導(dǎo)線105，所述導(dǎo)線105沿輸入端103至輸出端104的走向環(huán)繞所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102，所述環(huán)繞為開(kāi)環(huán)環(huán)繞，且對(duì)所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的環(huán)繞方向相反。所述輸入端103和輸出端104設(shè)置于電流檢測(cè)芯片的框架100上。

具體的，所述導(dǎo)線105沿輸入端103至輸出端104的走向形成兩個(gè)凹口，所述第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102分別位于所述凹口內(nèi)。所述凹口的形狀為U形(如圖1所示)、半圓形(如圖2所示)或圓弧形(如圖3所示)。

在本發(fā)明的另一具體實(shí)施方式中，所述電流檢測(cè)芯片如圖4所示，所述連接輸入端103和輸出端104的導(dǎo)線包括并聯(lián)的第一導(dǎo)線105a和第二導(dǎo)線105b，所述第一導(dǎo)線105a環(huán)繞第一霍爾電流傳感器101，所述第二導(dǎo)線105b環(huán)繞第二霍爾電流傳感器102。

步驟S2：從輸入端103接入電流，獲取第一霍爾電流傳感器101的第一輸出信號(hào)和第二霍爾電流傳感器102的第二輸出信號(hào)。

所述第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)均為電壓信號(hào)，由于電流檢測(cè)芯片中所述導(dǎo)線對(duì)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的環(huán)繞方向相反，且由于芯片面積較小，從而使得當(dāng)導(dǎo)線內(nèi)有電流通過(guò)時(shí)，穿過(guò)第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102的電流磁場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，大小相等，所以所述第一輸出信號(hào)與第二輸出信號(hào)大小相等，方向相反。

步驟S3：將所述第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)相減，獲得檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)信號(hào)的大小與輸入電流的大小成正比。

在不存在干擾磁場(chǎng)的情況下，第一霍爾電流傳感器101輸出的第一信號(hào)為V1，而第二霍爾電流傳感器102輸出的第二信號(hào)為-V1，兩者方向相反，大小相同。

當(dāng)存在干擾磁場(chǎng)時(shí)，第一霍爾電流傳感器101輸出的第一信號(hào)為V1+a，而第二霍爾電流傳感器102的輸出的第二信號(hào)為-V1+a，a為干擾磁場(chǎng)產(chǎn)生的輸出信號(hào)。

從而將所述第一輸出信號(hào)和第二輸出信號(hào)相減即可抵消掉干擾磁場(chǎng)的影響，而獲得檢測(cè)信號(hào)2V1。

在輸入端103與輸出端104只有一根導(dǎo)線105的情況下(如圖1～圖3所示)，該檢測(cè)信號(hào)2V1實(shí)際為待檢測(cè)電流的電流磁場(chǎng)對(duì)第一霍爾電流傳感器101或第二電流傳感器102產(chǎn)生的輸出信號(hào)的兩倍。

在輸入端103與輸出端104之間存在并聯(lián)的兩根導(dǎo)線情況下(如圖4所示)，該檢測(cè)信號(hào)2V1即為待檢測(cè)電流的電流磁場(chǎng)對(duì)第一霍爾電流傳感器101或第二霍爾電流傳感器102產(chǎn)生的輸出信號(hào)。

并且，在將第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102輸出信號(hào)相減，消除外部干擾磁場(chǎng)的影響的同時(shí)，還能夠?qū)ο到y(tǒng)噪聲對(duì)于第一霍爾電流傳感器101和第二霍爾電流傳感器102輸出信號(hào)的干擾也起到一定抵消作用。

可以采用上述電流檢測(cè)芯片對(duì)多個(gè)已知大小的電流進(jìn)行檢測(cè)之后，獲得檢測(cè)信號(hào)與電流大小之間的具體對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)獲得檢測(cè)信號(hào)就可以獲得檢測(cè)電流的大小。

上述電流檢測(cè)方法能夠消除干擾磁場(chǎng)的影響，從而提高電流檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。