Dispositivo (1) para la medición de la intensidad de un campo magnético,

en el que están previstos primeros medios sensores (11) y segundos medios sensores (12), en el que, además, un circuito de evaluación (30) colabora con el medio sensor (11, 12) y el primer medio sensor (11) está previsto en un primer lugar y el segundo medio sensor (12) está previsto en un segundo lugar, en el que en el primer lugar y en el segundo lugar, el campo a medir es esencialmente igual en cuanto al valor absoluto, pero está orientado esencialmente antiparalelo, caracterizado porque el primer medio sensor (11) y el segundo medio sensor (12) y el circuito de evaluación (30) están previstos integrados monolíticamente sobre un sustrato (40) y están dispuestos en una carcasa (50) común y el campo a medir se puede regenerar en la carcasa (50), siendo generado el campo a medir por un flujo de corriente (22), que está previsto en el sustrato (40)

Dispositivo para la medición de la intensidad de un campo magnético, sensor de campos magnéticos y aparato de medición de la intensidad de la corriente.

Estado de la técnica

La invención parte de un dispositivo, de un sensor de campos magnéticos y de un aparato de medición de la intensidad de la corriente de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones dependientes. Para la medición de la corriente se conoce, en general, prever módulos de potencia, en los que toda la corriente de salida del módulo de potencia fluye a través de una resistencia de derivación. En una resistencia de derivación de este tipo se produce una caída de la tensión, que es proporcional a la corriente que fluye. La resistencia de derivación se puede integrar también en el módulo.

Otro principio conocido en general para la medición de la corriente en semiconductores de potencia consiste en que una de varias células, conectadas en paralelo, de tales módulos de semiconductores de potencia, que están previstos especialmente como módulos MOS, está realizada como célula de detección. En la resistencia de detección se produce una caída de la tensión, que es aproximadamente proporcional a la corriente de salida.

Otro principio de medición conocido, en general, para la medición de la corriente consiste en medir la intensidad de una corriente que fluye a través de un conductor eléctrico por medio de sensores de campos magnéticos, que se encuentran en la proximidad inmediata del conductor. Se conocen soluciones para combinar los sensores de campos magnéticos con un circuito de evaluación y un circuito integrado. Tal aparato de medición de la intensidad de la corriente se publica especialmente en la publicación alemana DE 44 10 180. Cuando se disponen sensores de campos magnéticos simétricamente en dos lados de un conductor de conducción de corriente, entonces a través de la sustracción de las señales de salida se puede medir el campo magnético generado a través del conductor que conduce la corriente, mientras que se anulan las señales generadas a través de campos de interferencia externos.

En la medición de la corriente por medio de una resistencia de derivación es un inconveniente que en virtud de la conversión de potencia eléctrica disipada en la resistencia de derivación en calor, tales resistencias de derivación se pueden utilizar prioritariamente en corrientes relativamente pequeñas o bien en corrientes medias.

En la medición de la corriente de una célula de detección es un inconveniente que a través de la caída de la tensión en la resistencia de detección se produce un contra acoplamiento de la corriente, de manera que la célula de detección es accionada en un punto de trabajo distinto que las otras células del módulo de semiconductores de potencia. La corriente a través de la célula de detección y, por lo tanto, la caída en la resistencia de detección son, por consiguiente, aproximadamente proporcionales a la corriente de salida. En virtud del contra acoplamiento de la corriente, la célula de detección está expuesta a una carga distinta que las células restantes. Por lo tanto, las otras células están afectadas por modificaciones de parámetros condicionadas por el envejecimiento en diferente medida que la célula de detección. Esto conduce a una modificación condicionada por el envejecimiento del factor de proporcionalidad, que se da a través de la tensión en la célula de detección, es decir, la caída de la tensión, dividida por la corriente de carga a medir.

Se conoce a partir del documento US 2001/00 33471 A1 un dispositivo para la medición de la corriente, en el que la corriente se mide con la ayuda de dos elementos sensores así como de un circuito de evaluación asociado.

Se conoce a partir del documento DE 196 50 078 A1 un sensor para la determinación de un campo magnético o de una corriente, en el que dos medios sensores están dispuestos en lugares diferentes. La disposición de los dos medios sensores se realiza de tal forma que en el primer lugar y en el segundo lugar el campo a medir es esencialmente igual en cuanto al valor absoluto, pero está orientado esencialmente antiparalelo. Los medios sensores son, por ejemplo, sensores magneto-resistivos. La modificación de la resistencia de los sensores magneto-resistivos es evaluada con la ayuda de un circuito de evaluación y es procesada en una señal de medición.

Ventajas de la invención

El dispositivo de acuerdo con la invención, el sensor de campos magnéticos de acuerdo con la invención y el aparato de medición de la intensidad de la corriente de acuerdo con la invención con las características de las reivindicaciones dependientes de la patente tienen, en cambio, la ventaja de que se produce una pérdida de potencia mucho más reducida que a través de la medición de la caída de la tensión en una resistencia de derivación integrada. Además, Las modificaciones de los parámetros de los módulos de semiconductores de potencia condicionadas por el envejecimiento no tienen ninguna repercusión sobre el factor de proporcionalidad, porque a través de una combinación de una célula de detección con los sensores de campos magnéticos se pueden detectar las modificaciones de los parámetros condicionadas por envejecimiento, de manera que el envejecimiento de los sensores de campos magnéticos es, en general, insignificante. Frente a la medición de la corriente por medio de una célula de detección es de esperar una linealidad mejorada en el dispositivo de acuerdo con la invención. Además, es ventajoso que el procedimiento que se basa en el dispositivo de acuerdo con la invención es adecuado, en principio, para todos los módulos de semiconductores de potencia. A través de una integración monolítica tanto del primero como también del segundo medios de detección, es posible excluir en gran medida la acción de campos de interferencia, porque los medios sensores se pueden colocar, por una parte, muy cerca de la trayectoria de la corriente a detectar y, por otra parte, los medios sensores se pueden disponer también muy cerca unos de los otros, de manera que el campo de interferencia sobre la extensión espacial de los medios sensores se puede presuponer como en gran medida constante.

El alojamiento de medios sensores y de circuitos de evaluación en una carcasa tiene, además, la ventaja de que debe soportarse solamente un gasto de montaje muy reducido para la evaluación del aparato de medición de la intensidad de la corriente de acuerdo con la invención o bien del dispositivo de acuerdo con la invención.

Dibujo

Ejemplos de realización de la invención se representan en el dibujo y se explican en detalle en la descripción siguiente. En este caso:

La figura 1 muestra una primera forma de realización de acuerdo con la invención de un dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 2 muestra una segunda forma de realización del dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra una representación de detalle de la primera forma de realización del dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 4 muestra una representación de detalle de la segunda forma de realización del dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 5 muestra una disposición de circuito para la primera forma de realización del dispositivo de acuerdo con la invención.

La figura 6 muestra una disposición de circuito para la segunda forma de realización del dispositivo de acuerdo con la invención.

Descripción de los ejemplos de realización

En la figura 1 se representa un dispositivo 10 de acuerdo con la invención para la medición de la intensidad de un campo magnético. El dispositivo 10 de acuerdo con la invención comprende una carcasa 50, que comprende un sustrato 40, en la que el sustrato 40 está previsto, en general, como sustrato de semiconductores, por ejemplo sustrato de silicio. Sobre el sustrato 40, el dispositivo 10 comprende un circuito de evaluación 30, un módulo de semiconductores de potencia 20, una banda de conductores de corriente 21 así como un primer medio sensor de campos magnéticos 11 y un segundo medio sensor de campos magnéticos 12. Los medios sensores de campos magnéticos 11, 12 son designados a continuación también simplemente como medios sensores 11, 12. La banda de conductores 21 está prevista de acuerdo con la invención especialmente como banda de conductores metálicos 21, pero en este caso se puede tratar también de una banda de conductores formada por canales y regiones de derivación de transistores de efecto de...

1. Dispositivo (1) para la medición de la intensidad de un campo magnético, en el que están previstos primeros medios sensores (11) y segundos medios sensores (12), en el que, además, un circuito de evaluación (30) colabora con el medio sensor (11, 12) y el primer medio sensor (11) está previsto en un primer lugar y el segundo medio sensor (12) está previsto en un segundo lugar, en el que en el primer lugar y en el segundo lugar, el campo a medir es esencialmente igual en cuanto al valor absoluto, pero está orientado esencialmente antiparalelo, caracterizado porque el primer medio sensor (11) y el segundo medio sensor (12) y el circuito de evaluación (30) están previstos integrados monolíticamente sobre un sustrato (40) y están dispuestos en una carcasa (50) común y el campo a medir se puede regenerar en la carcasa (50), siendo generado el campo a medir por un flujo de corriente (22), que está previsto en el sustrato (40).

2. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo de corriente (22) está previsto en el plano del sustrato o porque el flujo de corriente (22) está previsto perpendicularmente al plano del sustrato.

3. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como medios sensores (11, 12) están previstos módulos Split-Drain-MOSFET o transistores magnéticos laterales.

4. Sensor de campo magnético con un dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Aparato de medición de la intensidad de la corriente con un dispositivo (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 o con un sensor de campo magnético de acuerdo con la reivindicación 4.