背景技術(shù)：

1、基于磁阻效應的磁場傳感器被稱為磁阻傳感器，并且通常被用在磁場感測應用中，諸如電流感測、位置感測和角度感測。磁阻是材料的一種性質(zhì)，當外部磁場被施加到材料上時，材料的電阻的值會改變。由于磁阻傳感器的高信號水平和高準確性，以及將磁阻傳感器集成到互補金屬氧化物半導體(cmos)和雙極cmos(bicmos)技術(shù)中的可能性，磁阻傳感器可以是優(yōu)于基于霍爾(hall)的傳感器的優(yōu)選選擇。磁阻傳感器的一些類型包括各向異性磁阻(amr)傳感器、巨磁阻(gmr)傳感器和隧道磁阻(tmr)傳感器，它們中的每種傳感器都利用對應的磁阻效應。

2、存在許多需要測量電流的應用。作為一個示例，可能期望測量電動交通工具的電池系統(tǒng)的一個或多個電流。在另一個示例中，可能期望測量提供給負載(諸如電機)的一個或多個電流。在又一個示例中，可能期望測量功率分配系統(tǒng)的一個或多個電流或者電路中的一個或多個電流。

3、因為流過載流導體的電流產(chǎn)生磁場，該磁場具有與電流的幅度成比例的磁場通量密度，所以磁場傳感器可以被用作電流傳感器。通過將磁場傳感器放置在載流導體附近，磁場傳感器可以生成與由磁場傳感器感測的磁場成比例的可測量的量，諸如電壓。然而，載流導體周圍的空間中的磁場通量密度隨著距載流導體的距離的增加而減小。因此，磁場傳感器的傳感器元件可以被放置為緊鄰載流導體。

4、此外，磁場傳感器可以用于感測對象的位置。作為一個示例，磁體可以耦合到感興趣的對象(例如，目標對象)。結(jié)果，如果磁場傳感器被放置在固定位置，則由磁體產(chǎn)生并且在磁場傳感器處感測的磁場隨著對象的位置改變而改變。例如，入射在磁場傳感器上的磁場的磁場通量密度可以隨著對象連同磁體移動靠近磁場傳感器而增加，并且可以隨著對象連同磁體移動遠離磁場傳感器而減小。因此，通過將磁場傳感器放置在磁體的軌跡附近，磁場傳感器可以生成可測量的量(諸如電壓)，該可測量的量與由磁體產(chǎn)生的磁場中對象的位置成比例。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在一些實施方式中，磁傳感器系統(tǒng)包括：包括磁性自由層的磁阻傳感器，磁性自由層具有感測平面和布置在感測平面內(nèi)的磁性自由磁化，其中磁性自由磁化在存在與感測平面對齊的面內(nèi)磁場的情況下可變；以及具有處于基態(tài)的磁渦流的鐵磁盤，其中磁渦流被配置成：對面外磁場作出反應，并且響應于施加到鐵磁盤的面外磁場而生成雜散場(strayfield)，其中雜散場具有與面外磁場成比例的面內(nèi)磁場分量，其中磁性自由層被配置成：接收雜散場的面內(nèi)磁場分量，并且其中磁性自由磁化被配置成：基于雜散場的面內(nèi)磁場分量而改變。

2、在一些實施方式中，磁傳感器系統(tǒng)包括：具有第一敏感軸和第一磁性自由層的第一磁阻傳感器，第一磁性自由層具有第一磁性自由磁化，第一磁性自由磁化在存在與第一敏感軸對齊的面內(nèi)磁場的情況下可變；具有第二敏感軸和第二磁性自由層的第二磁阻傳感器，第二磁性自由層具有第二磁性自由磁化，第二磁性自由磁化在存在與第二敏感軸對齊的面內(nèi)磁場的情況下可變；以及具有處于基態(tài)的磁渦流的鐵磁盤，其中磁渦流被配置成：對面外磁場作出反應，并且響應于施加到鐵磁盤的面外磁場而生成雜散場，其中雜散場隨著距鐵磁盤的距離的增加而衰減，其中第一磁阻傳感器被布置在雜散場內(nèi)，并且第二磁阻傳感器被布置在雜散場外，其中雜散場具有與面外磁場成比例的面內(nèi)磁場分量，其中第一磁性自由層被配置成：接收雜散場的面內(nèi)磁場分量，并且其中第一磁性自由磁化被配置成：基于雜散場的面內(nèi)磁場分量而改變。

3、在一些實施方式中，磁傳感器系統(tǒng)包括：具有處于基態(tài)的磁渦流的鐵磁盤，其中磁渦流被配置成：對面外磁場作出反應，并且響應于施加到鐵磁盤的面外磁場而生成雜散場，其中雜散場具有與面外磁場成比例的第一面內(nèi)磁場分量和第二面內(nèi)磁場分量，并且其中第一面內(nèi)磁場分量具有在第一方向上的第一矢量，并且第二面內(nèi)磁場分量具有在第二方向上的第二矢量，第二方向與第一方向反平行；包括第一敏感軸和第一磁性自由層的第一磁阻傳感器，第一磁性自由層具有第一磁性自由磁化，第一磁性自由磁化在存在與第一敏感軸對齊的外部面內(nèi)磁場的情況下可變；以及具有第二敏感軸和第二磁性自由層的第二磁阻傳感器，第二磁性自由層具有第二磁性自由磁化，第二磁性自由磁化在存在與第二敏感軸對齊的外部面內(nèi)磁場的情況下可變，其中第一敏感軸平行于第二敏感軸，其中第一磁阻傳感器被布置在雜散場的第一面內(nèi)磁場分量內(nèi)，以檢測第一矢量，并且其中第二磁阻傳感器被布置在雜散場的第二面內(nèi)磁場分量內(nèi)，以檢測第二矢量。

技術(shù)特征：

1.一種磁傳感器系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤被配置成：將所述面外磁場轉(zhuǎn)換成具有所述面內(nèi)磁場分量的所述雜散場。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述磁渦流提供對所述面外磁場的線性響應，以使所述雜散場的所述面內(nèi)磁場分量與所述面外磁場具有線性關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤基于線性響應函數(shù)，根據(jù)所述面外磁場生成所述雜散場的所述面內(nèi)磁場分量，并且

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤的厚度和直徑之間的縱橫比定義了所述雜散場的線性范圍部分，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤被配置成：將所述面外磁場作為所述雜散場重定向到所述磁性自由層的所述感測平面中，以使所述雜散場的所述面內(nèi)磁場分量與所述磁性自由層的所述感測平面在平面內(nèi)對齊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述磁阻傳感器是具有線性傳感器響應的線性磁阻傳感器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述面外磁場與所述面內(nèi)磁場分量正交。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述磁阻傳感器與所述鐵磁盤在空間上分離。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤的磁化是處于渦旋狀態(tài)的閉合通量磁化。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述磁阻傳感器具有電導或電阻，并且

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中基于所述鐵磁盤的體積，在所述鐵磁盤內(nèi)生成所述磁渦流，并且

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤被配置成：當沒有外部磁場被施加到所述鐵磁盤時或當非實質(zhì)性外部磁場被施加到所述鐵磁盤時，不在所述磁阻傳感器處生成可測量的雜散場。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述鐵磁盤由軟鐵磁材料制成。

15.一種磁傳感器系統(tǒng)，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述第一磁阻傳感器具有第一電阻，所述第一電阻基于所述第一磁性自由層中的改變而變化，

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述第一磁阻傳感器和所述第二磁阻傳感器被布置在所述鐵磁盤的相同橫向側(cè)處。

18.一種磁傳感器系統(tǒng)，包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述第一磁阻傳感器和所述第二磁阻傳感器位于所述鐵磁盤的相對橫向側(cè)處。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述外部面內(nèi)磁場是均勻磁場，所述均勻磁場在所述第一方向或所述第二方向上延伸穿過所述第一磁阻傳感器和所述第二磁阻傳感器兩者，

21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磁傳感器系統(tǒng)，其中所述第一磁阻傳感器具有第一電阻，所述第一電阻基于所述第一磁性自由層中的改變而變化，

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及具有用于面外磁場的B場重定向的磁渦流的磁場傳感器系統(tǒng)。磁傳感器系統(tǒng)包括：磁阻傳感器，磁阻傳感器包括磁性自由層，磁性自由層具有感測平面和布置在感測平面內(nèi)的磁性自由磁化，其中磁性自由磁化在存在與感測平面對齊的面內(nèi)磁場的情況下可變；以及具有處于基態(tài)的磁渦流的鐵磁盤，其中磁渦流被配置成：對面外磁場作出反應，并且響應于施加到鐵磁盤的面外磁場而生成雜散場。雜散場具有與面外磁場成比例的面內(nèi)磁場分量。磁性自由層被配置成接收雜散場的面內(nèi)磁場分量。磁性自由磁化被配置成基于雜散場的面內(nèi)磁場分量而改變。

技術(shù)研發(fā)人員：B·安德烈斯
受保護的技術(shù)使用者：英飛凌科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19