一种电压型霍尔传感器装置的制作方法

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电压型霍尔传感器装置。

背景技术：

目前导弹牵引头控制电机使用的电流传感器，通常采用霍尔传感器感应电机电流传感器大小，再通过电压放大，再进行信号标准化处理，把电机电流变为0～5v标准电压信号，这个电路的弊端有：

(1)电源电压为电压源，不能适应温度变化；

(2)抗干扰能力差；

(3)抗电源电压干扰能力低；

(4)对电磁兼容适应能力低；

(5)开环测量，采样精度低。

因此现有的电流传感器满足不了现代军用电控系统的技术要求。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种电压型霍尔传感器装置，包括电源反接保护电路、霍尔传感器、比较控制电路、积分反馈电路、功率放大电路、同向加法电路与铁芯线圈；霍尔传感器设置在铁芯线圈的铁芯开口处；霍尔传感器的第一端和第二端分别串联电阻到霍尔传感器的第三端，用于电流标零；电源反接保护电路与霍尔传感器、比较控制电路、积分反馈电路、功率放大电路的电源输入端相连；比较控制电路、积分反馈电路、功率放大电路、同向加法电路与铁芯线圈依次相连。

本发明的有益效果在于：本发明设置零电流标零电路，采用传感器自身线圈磁场和外部母线产生组成闭环系统，具有积分反馈的功能，保证了测量数据的准确性；实现了把外部电流信号以非接触方式，变为了电压信号输出；本发明电路能够稳定可靠的工作。

附图说明

图1是一种电压型霍尔传感器装置的原理图；

图2是比较控制电路的电路图；

图3是积分反馈电路与功率放大电路的电路图；

图4是同向加法电路的电路图；

图5是铁芯线圈的示意图。

图中：u1a-第一运算放大器；u1b-第二运算放大器；q1-第一三极管；q2-第二三极管；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；r5-第五电阻；r6-第六电阻。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如附图1所示，本发明一种电压型霍尔传感器装置，包括电源反接保护电路、霍尔传感器、比较控制电路、积分反馈电路、功率放大电路、同向加法电路与铁芯线圈；霍尔传感器设置在铁芯线圈的铁芯开口处；霍尔传感器的第一端和第二端分别串联电阻到霍尔传感器的第三端，用于电流标零；电源反接保护电路与霍尔传感器、比较控制电路、积分反馈电路、功率放大电路的电源输入端相连；比较控制电路、积分反馈电路、功率放大电路、同向加法电路与铁芯线圈依次相连。

具体的，如附图2所示，所述比较控制电路包括第一运算放大器与第一电阻；第一运算放大器的同向输入端用于参考电压输入；第一运算放大器的反向输入端连接霍尔传感器的输出；第一运算放大器输出端与第一电阻相连。

具体的，如附图3所示，所述积分反馈电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻与第一电容；第一运算放大器的同向输入端用于参考电压输入；第一运算放大器的反向输入端连接霍尔传感器的输出端、第三电阻的第一端；第一运算放大器的输出端通过第一电阻连接第二电阻第一端；第三电阻第二端通过第一电容接第二电阻第二端。

具体的，如附图3所示，所述功率放大电路包括第二电阻、第一三极管、第二三极管；功率放大电路的输入端接的第二电阻第一端、第一三极管基极、第二三极管基极；第一三极管集电极接电源反接保护电路的正输出端；第二三极管的集电极接电源反接保护电路的负输出端；第二电阻第二端接第一三极管发射极、第二三极管发射极。

具体的，如附图4所示，所述同向加法电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容与第二运算放大器；功率放大电路的输出端通过第五电阻接第二运算放大器的反向输入端、第六电阻第一端；第二运算放大器的同向输入端接第二电容第二端、第四电阻第二端；第四电阻第一端、第二电容第一端接地；第六电阻第二端接第二运算放大器的输出端。

具体的，如附图5所示，所述铁芯线圈包括铁芯与线圈，铁芯材料为铁镍合金，线圈采用单方向绕线。

外部电源通过电源反接保护电路，得到+15v和-15v。+15v和-15v给运放放大器、功率电路提供电源。线圈单方向绕制在铁镍合金的铁芯上，霍尔芯片放置正铁芯的开口处。

三级管q1的集电极输出信号为恒电流信号，该恒电流信号去驱动线圈，线圈产生磁场，本磁场强度和外部电流母线的磁场强度大小相等的时候，输出电流为恒电流。

为了准确测量外部目前为0a时的数据准确性，还在电路中增加了零电流标零电路。从霍尔芯片的第1脚串联电阻到霍尔芯片的第2脚；从霍尔芯片的第3脚串联电阻到霍尔芯片的第2脚，通过调整电阻值大小，可以得到外部目前为0a时的电阻大小。

本发明的工作原理为：霍尔传感器的输入电源通过电源反接保护电路，进行电源方向接反保护，得到传感器需要的工作电压；电压型霍尔传感器芯片感应外部母线电流大小，并把部母线电流大小变为电压信号；电压信号经过一个电压比较器，电压比较器正端接霍尔传感器输出的电压信号，电压比较器正端接接霍尔传感器输出另一电压信号；电压比较器的输出经过一个限流电阻，驱动一个电压转电流功率放大电路；功率放大电路的输出再经过一个同向加法电路，把电流信号正比变为一个电压信号；为了准确测量外部母线的电流大小，功率放大电路的输出再经过一个电容进行反馈，把反馈信号送到电压比较器的负输入端，这样就使功率放大器的输出和霍尔传感器组成一个闭环，保证了测量的准确性。

为了进行零电流标零，电路中设置零电流标零电路，通过在霍尔传感器的第1脚和第3脚分别串联电阻到霍尔传感器的第二脚来实现。

本发明电路工作过程如下所示：

电压型霍尔传感器芯片电路采样差分方式非接触采样外部交直流母线电流信号；霍尔传感器芯片的第2脚信号通过电阻到达比较器正端，第4脚到达比较器负端；比较器电路的输出串联一个限流电阻，如果不增加限流电阻，功率放大电路的输出可能会因为电流饱和而失真；通过限流电阻的比较器信号去驱动电压转电流功率放大电路，能够把比较器信号放大，并把电压信号变为恒电流信号；恒电流信号通过一个电容器件，把电流信号反馈到比较器的输入端，这样就把霍尔传感器信号和功率放大器信号组成了一个比例积分电路闭环系统，保证了测量数据的准确性；由于本传感器输出信号为电压信号，所以在把功率放大器信号反馈给比较器时，同时把功率放大器信号的输出经过一个同向加法电路，这样就实现了把外部电流信号以非接触方式，变为了电压信号输出。

在本发明装置中，为了准确测量外部目前为0a时的数据准确性，还在电路中增加了零电流标零电路。

本发明设置零电流标零电路，保证了数据的准确性；采用传感器自身线圈磁场和外部母线产生组成闭环系统，具有积分反馈的功能，保证了测量数据的准确性；实现了把外部电流信号以非接触方式，变为了电压信号输出；本发明电路能够稳定可靠的工作。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。