磁传感器集成电路、电机组件及应用设备制造技术

本发明专利技术公开了磁传感器集成电路、电机组件及应用设备。所述磁传感器集成电路包括用于连接外部电源的输入端口、输出端口及磁场检测电路，所述磁场检测电路包括用于感知外部磁场并输出检测电信号的磁感知元件、用于对所述检测电信号进行放大去干扰处理的信号处理单元以及用于将经过所述信号处理单元处理的检测电信号转换为磁场检测信号的转换单元；其中，所述信号处理单元具有放大器和滤波电路，所述放大器的增益大于所述滤波电路的增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路
，尤其涉及磁传感器集成电路。
技术介绍
磁传感器的作用原理是霍尔效应，霍尔效应是指将电流I通至一物质，并在与电流成正角的方向施加磁场B时，在电流I与磁场B两者的直角方向所产生的电位差V的现象。在实际应用中，磁传感器常常用于检测电机转子的磁场极性。随着磁传感器需求厂商对产品要求的不断提高，磁传感器内部电路结构及信号处理过程的相关研究也不断的深入。相应地，利用磁传感器检测电机转子磁场极性的磁传感器处理电路，也需要满足磁传感器需求厂商对磁传感器的检测结果准确性和可靠性方面的要求。
技术实现思路
本专利技术实施例一方面提供一种磁传感器集成电路，包括用于连接外部电源的输入端口、磁场检测电路，输出端口和输出控制电路；所述磁场检测电路包括用于感知外部磁场并输出检测电信号的磁感知元件、用于对所述检测电信号进行放大去干扰处理的信号处理单元以及用于将经过所述信号处理单元处理的检测电信号转换为磁场检测信号的转换单元；所述信号处理单元具有放大器和滤波电路，所述放大器的增益大于所述滤波电路的增益；所述输出控制电路用于至少基于所述磁场检测信号，使所述磁传感器集成电路至少在自所述输出端口向外部流出电流的第一状态和自外部向所述输出端口流入电流的第二状态其中一个状态下运行。可选的，所述检测电信号包括磁场信号和偏差信号，所述放大器为斩波型放大器，所述滤波电路为低通滤波电路，所述信号处理单元包括：用于将所述磁感知元件输出的偏差信号和磁场信号分离到基带频率和斩波频率的第一斩波开关；用于对经分离的偏差信号和磁场信号进行放大并将经放大的偏差信号和磁场信号交换到所述斩波频率和所述基带频率的斩波型放大器；以及用于消除交换到所述斩波频率的偏差信号的低通滤波电路。可选的，所述斩波频率大于100K赫兹和/或所述基带频率小于200赫兹。可选的，所述斩波型放大器包括依次连接的第一放大器和第二斩波开关；其中，所述第一放大器包括折叠式级联放大器，用于对所述第一斩波开关输出的偏差信号和磁场信号进行第一级放大；所述第二斩波开关用于将经所述第一放大器进行第一级放大的偏差信号和磁场信号交换到所述斩波频率和基带频率。可选的，所述信号处理单元还包括连接于所述斩波型放大器和所述低通滤波器之间的第二放大器，所述第二放大器用于对经过交换的偏差信号和磁场信号进行第二级放大。可选的，所述第一放大器的增益大于所述第二放大器的增益。可选的，所述第一放大器输出一对差分信号，所述第二斩波开关被配置为在每个时钟周期的后半周期将该对差分信号互换输出。可选的，所述信号处理单元还包括：连接在所述第二斩波开关和所述低通滤波器之间的采样保持电路，所述采样保持电路用于对经交换后的差分信号中的每个信号，在每个时钟周期的前后两个半周期内分别采集数据并分为两路采样信号各自输出。可选的，所述低通滤波电路包括第一滤波器，所述第一滤波器用于对所述采样保持电路输出的两对采样信号分别进行相加处理，消除偏差信号。可选的，所述低通滤波电路还包括第二滤波器，所述第二滤波器用于对所述第一滤波器输出的差分信号进行滤波放大。可选的，所述第一滤波器的增益小于所述第二滤波器的增益。可选的，所述第一放大器的增益大于所述第二滤波器的增益。可选的，所述输出控制电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述输出端口连接在第一电流通路中，所述第二开关与所述输出端口连接在与所述第一电流通路方向相反的第二电流通路，所述第一开关和第二开关在所述开关型检测信号的控制下选择性地导通。可选的，所述磁场检测信号为开关型检测信号，所述输入端口用于连接外部交流电源，所述开关型检测信号的开关切换频率与所述交流电源的频率成比例或等于所述交流电源的频率的两倍。可选的，所述输出控制电路具有自所述输出引脚向外流出电流的第一电流通路、自所述输出引脚向内流入电流的第二电流通路、以及连接在所述第一电流通路和第二电流通路其中一个通路中的开关，所述开关由所述磁场检测电路输出的磁场检测信息控制，使得第一电流通路和第二电流通路选择性导通。本专利技术实施例另一方面提供一种磁传感器集成电路，包括用于连接外部电源的输入端口、输出端口及磁场检测电路，所述磁场检测电路包括用于感知外部磁场并输出检测电信号的磁感知元件、用于对所述检测电信号进行放大去干扰处理的信号处理单元以及用于将经过所述信号处理单元处理的检测电信号转换为磁场检测信号的转换单元；其中，所述信号处理单元具有放大器和滤波电路，所述放大器的增益大于所述滤波电路的增益。可选的，所述信号处理单元具有上述任一种所述的信号处理单元的特征。可选的，还包括与所述输入端口连接的整流电路，所述磁场检测电路由所述整流电路的输出电压供电。本专利技术实施例再一方面提供一种电机组件，包括电机和电机驱动电路，所述电机驱动电路具有上述的磁传感器集成电路。本专利技术实施例再一方面提供一种具有上述电机组件的应用设备。较佳的，所述应用设备为泵、风扇、家用电器或者车辆。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术实施例公开了一种磁传感器集成电路及磁传感器，其内部的磁场检测电路能够有效对输入电压信号进行增益放大、消除失调电压和滤波等操作，使得磁场检测电路输出的检测信号准确度大大提升具有比较高的准确性和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的磁传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的信号处理单元的结构示意图；图3A为本专利技术实施例公开的斩波放大器的结构示意图；图3B为本专利技术实施例公开的另一个斩波放大器的结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的磁传感器集成电路的结构示意图；图5为本专利技术实施例公开的整流电路的电路示意图；图6为本专利技术实施例公开的霍尔感测器和第一斩波开关的电路示意图；图7为图6所示电路中的信号示意图；图8为本专利技术实施例公开的滤波电路的结构示意图；图9为本专利技术实施例公开的比较电路的结构示意图；图10为本专利技术实施例公开的判断磁场极性的原理示意图；图11为本专利技术实施例公开的周期时钟信号下的各信号输出示意图；图12为本专利技术实施例公开的输出控制电路的电路示意图；图13为本专利技术实施例公开的另一个输出控制电路的电路示意图；图14为本专利技术实施例公开的又一个输出控制电路的电路示意图；图14A为本专利技术实施例公开的又一个输出控制电路的电路示意图；图15为本专利技术实施例公开的电机组件的电路结构示意图；图16为本专利技术实施例公开的同步电机的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例公开的磁传感器的结构示意图，参见图1所示，所述磁传感器包括输入端口1、磁场检测电路2、输出端口3。输入端口用于连接外部电源，向磁场检测电路2提供电源。本实施例中，该外部电源可以是直流电源。所述磁场检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁传感器集成电路，其特征在于，包括用于连接外部电源的输入端口、磁场检测电路，输出端口和输出控制电路；所述磁场检测电路包括用于感知外部磁场并输出检测电信号的磁感知元件、用于对所述检测电信号进行放大去干扰处理的信号处理单元以及用于将经过所述信号处理单元处理的检测电信号转换为磁场检测信号的转换单元；所述信号处理单元具有放大器和滤波电路，所述放大器的增益大于所述滤波电路的增益；所述输出控制电路用于至少基于所述磁场检测信号，使所述磁传感器集成电路至少在自所述输出端口向外部流出电流的第一状态和自外部向所述输出端口流入电流的第二状态其中一个状态下运行。

【技术特征摘要】
2015.08.07 CN PCT/CN2015/086422;2016.04.01 CN 20161.一种磁传感器集成电路，其特征在于，包括用于连接外部电源的输入端口、磁场检测电路，输出端口和输出控制电路；所述磁场检测电路包括用于感知外部磁场并输出检测电信号的磁感知元件、用于对所述检测电信号进行放大去干扰处理的信号处理单元以及用于将经过所述信号处理单元处理的检测电信号转换为磁场检测信号的转换单元；所述信号处理单元具有放大器和滤波电路，所述放大器的增益大于所述滤波电路的增益；所述输出控制电路用于至少基于所述磁场检测信号，使所述磁传感器集成电路至少在自所述输出端口向外部流出电流的第一状态和自外部向所述输出端口流入电流的第二状态其中一个状态下运行。2.根据权利要求1所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述检测电信号包括磁场信号和偏差信号，所述放大器为斩波型放大器，所述滤波电路为低通滤波电路，所述信号处理单元包括：用于将所述磁感知元件输出的偏差信号和磁场信号分离到基带频率和斩波频率的第一斩波开关；用于对经分离的偏差信号和磁场信号进行放大并将经放大的偏差信号和磁场信号交换到所述斩波频率和所述基带频率的斩波型放大器；以及用于消除交换到所述斩波频率的偏差信号的低通滤波电路。3.根据权利要求2所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述斩波频率大于100K赫兹和/或所述基带频率小于200赫兹。4.根据权利要求2所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述斩波型放大器包括依次连接的第一放大器和第二斩波开关；其中，所述第一放大器包括折叠式级联放大器，用于对所述第一斩波开关输出的偏差信号和磁场信号进行第一级放大；所述第二斩波开关用于将经所述第一放大器进行第一级放大的偏差信号和磁场信号交换到所述斩波频率和基带频率。5.根据权利要求4所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述信号处理单元还包括连接于所述斩波型放大器和所述低通滤波器之间的第二放大器，所述第二放大器用于对经过交换的偏差信号和磁场信号进行第二级放大。6.根据权利要求5所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述第一放大器的增益大于所述第二放大器的增益。7.根据权利要求4所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述第一放大器输出一对差分信号，所述第二斩波开关被配置为在每个时钟周期的后半周期将该对差分信号互换输出。8.根据权利要求4所述的磁传感器集成电路，其特征在于，所述信号处理单元还包括：连接在所述第二斩波开关和所述低通滤波器之间的采样保持电路，所述采样保持电路用于对经交换后的差分信号中的每个信号，在每个时钟周期的前后两个半周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭慧民，楼书作，陈晓明，蔡光杰，王俊辉，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44