霍尔感应器件信号处理芯片、电流传感器及检测电路制造技术

本申请提出一种霍尔感应器件信号处理芯片及检测电路，霍尔感应器件信号处理芯片包括：激励电流单元、多路开关单元、线圈驱动单元、增益处理单元以及差分放大单元，激励电流单元提供激励电流；多路开关单元驱动霍尔感应器件；线圈驱动单元输出驱动电流；增益处理单元输出增益；差分放大单元获取采样电压并根据增益对采样电压进行放大后输出。本申请技术方案将常规闭环霍尔电流传感器所用信号调理各电路模块功能集成在一片专用信号处理芯片中，配合相匹配的外围电路达成所需测试功能，简化产品整体电路设计，便于快捷、低成本的制造出高精度、高可靠性的电流传感器。高可靠性的电流传感器。高可靠性的电流传感器。

【技术实现步骤摘要】
霍尔感应器件信号处理芯片、电流传感器及检测电路


[0001]本申请涉及电流检测
，尤其涉及一种霍尔感应器件信号处理芯片、电流传感器及检测电路。

技术介绍

[0002]目前，主流的电流传感器是应用霍尔效应制作的一种对待测电流进行隔离性检测的电流检测组件。待测电流产生的磁场由聚磁环所汇聚，置于聚磁环缺口的霍尔元件对该磁场进行采集，并转换为一个与原边磁场等比例的霍尔电压，通过放大、测量该霍尔电压的大小，就可实现对原边电流的检测。
[0003]霍尔电流传感器按照原理和结构分为开环和闭环两种。开环霍尔电流传感器工艺简单、成本低、被测电流较大、便于生产和应用，但检测精度受外界环境和温度等干扰因素的影响较大，稳定性不好，工作频率一般只能做到50kHz以下，在一些高频环境和干扰源比较多的环境下无法正常使用。闭环霍尔电流传感器精度高、抗干扰性强、稳定性好，工作频率能达到200kHz左右，因此在一些对测试结果要求较高的场合中得到广泛的使用。
[0004]闭环霍尔电流传感器相比开环类产品，虽然有诸多优点，但由于其结构、原理特点所决定，为实现其功能，除了要有补偿线圈，还要有包含电流激励、放大、滤波和采样等信号处理功能模块的电路。目前市场上多数的闭环霍尔电流传感器，其信号处理电路都是由分立元器件所搭配的各功能模块组成，导致设计难度较大、产品体积较大以及成本增加，另外较多的元器件也会导致产品长时间使用的可靠性降低。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种霍尔感应器件信号处理芯片、电流传感器及检测电路，以解决现有技术中存在的霍尔感应器件信号处理电路由分立元器件组成导致设计难度较大、产品体积较大、成本增加以及可靠性降低的问题。
[0006]本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种霍尔感应器件信号处理芯片，所述信号处理芯片上设有连接补偿线圈的电流输出端子以及连接采样电阻的电流输入端子、第一电压采样端子和第二电压采样端子，所述霍尔感应器件信号处理芯片包括：
[0007]激励电流单元，用于输出激励电流；
[0008]多路开关单元，其连接所述霍尔感应器件和所述激励电流单元，用于根据所述激励电流驱动霍尔感应器件；
[0009]线圈驱动单元，其连接所述多路开关单元、所述电流输出端子以及所述电流输入端子，用于在所述多路开关单元工作时输出驱动电流；
[0010]增益处理单元，其连接所述多路开关单元，用于在所述多路开关单元工作时根据外部的增益调节单元的增益设置输出增益；
[0011]差分放大单元，其连接所述增益处理单元、所述第一电压采样端子和所述第二电压采样端子，用于获取采样电压并根据所述增益对所述采样电压进行放大后输出。
[0012]本申请第二方面提供一种电流传感器，所述电流传感器包括第一方面所述的霍尔感应器件信号处理芯片、霍尔感应器件、磁环、补偿线圈、以及采样电阻；
[0013]所述线圈驱动单元的电流输入端连接所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接所述补偿线圈的第一端，所述补偿线圈的第二端连接所述线圈驱动单元的电流输出端，所述差分放大单元的第一电压采集端和第二电压采集端分别连接所述采样电阻的第一端和第二端，所述磁环穿过所述补偿线圈，所述霍尔感应器件位于所述磁环内，所述霍尔感应器件连接所述多路开关单元。
[0014]本申请第三方面提供一种霍尔感应器件检测电路，所述霍尔感应器件检测电路包括第一方面提供的霍尔感应器件信号处理芯片、霍尔感应器件、磁环、补偿线圈、增益调节单元以及采样电阻；
[0015]所述线圈驱动单元的输入端连接所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接所述补偿线圈的第一端，所述补偿线圈的第二端连接所述线圈驱动单元的输出端，所述差分放大单元的第一电压采集端和第二电压采集端分别连接所述采样电阻的第一端和第二端，所述磁环穿过所述补偿线圈，所述霍尔感应器件位于所述磁环内，所述霍尔感应器件连接所述多路开关单元；
[0016]所述增益处理单元的输入端连接所述增益调节单元的输出端，所述增益处理单元的输出端连接所述差分放大单元的第一输入端，所述差分放大单元的第二输入端和第三输入端分别连接所述采样电阻的两端。
[0017]本申请提出一种霍尔感应器件信号处理芯片、电流传感器及检测电路，霍尔感应器件信号处理芯片包括：激励电流单元、多路开关单元、线圈驱动单元、增益处理单元以及差分放大单元，激励电流单元提供激励电流；多路开关单元驱动霍尔感应器件；线圈驱动单元向补偿线圈和采样电阻输出驱动电流；增益处理单元输出增益；差分放大单元获取采样电阻的采样电压并根据增益对采样电压进行放大后输出。本申请技术方案将常规闭环霍尔电流传感器所用信号调理各电路模块功能集成在一片专用信号处理芯片中，配合相匹配的外围电路达成所需测试功能，简化产品整体电路设计，便于快捷、低成本的制造出高精度、高可靠性的电流传感器。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本申请一种实施例一提供的一种霍尔感应器件信号处理芯片的结构示意图；
[0020]图2是本申请一种实施例二提供的一种电流传感器的结构示意图；
[0021]图3是本申请一种实施例三提供的一种霍尔感应器件检测电路的电路图。
具体实施方式
[0022]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0023]为了说明本申请的技术方案，下面通过霍尔感应器件信号处理芯片实施例来进行说明。
[0024]本申请实施例提供一种霍尔感应器件信号处理芯片10，如图1所示，信号处理芯片10上设有连接补偿线圈40的电流输出端子以及连接采样电阻R的电流输入端子、第一电压采样端子和第二电压采样端子，霍尔感应器件信号处理芯片10应用于霍尔感应器件检测电路中，信号处理芯片10连接霍尔感应器件20，霍尔感应器件20位于磁环30内，磁环30穿过补偿线圈40，信号处理芯片10与补偿线圈40、采样电阻R连接。信号处理芯片10的工作方式为控制霍尔感应器件20工作，向补偿线圈40输出驱动电流，并与补偿线圈40、采样电阻R形成电流回路，信号处理芯片10获取采样电阻R的采样电压进行放大后输出。
[0025]霍尔感应器件信号处理芯片10包括：
[0026]激励电流单元101，用于输出激励电流；
[0027]多路开关单元102，其连接霍尔感应器件20和激励电流单元101，用于根据激励电流驱动霍尔感应器件20；
[0028]线圈驱动单元103，其连接多路开关单元102、电流输出端子以及电流输入端子，用于在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种霍尔感应器件信号处理芯片，其特征在于，所述信号处理芯片上设有连接补偿线圈的电流输出端子以及连接采样电阻的电流输入端子、第一电压采样端子和第二电压采样端子，所述霍尔感应器件信号处理芯片包括：激励电流单元，用于输出激励电流；多路开关单元，其连接所述霍尔感应器件和所述激励电流单元，用于根据所述激励电流驱动霍尔感应器件；线圈驱动单元，其连接所述多路开关单元、所述电流输出端子以及所述电流输入端子，用于在所述多路开关单元工作时输出驱动电流；增益处理单元，其连接所述多路开关单元，用于在所述多路开关单元工作时根据外部的增益调节单元的增益设置输出增益；差分放大单元，其连接所述增益处理单元、所述第一电压采样端子和所述第二电压采样端子，用于获取采样电压并根据所述增益对所述采样电压进行放大后输出。2.如权利要求1所述的霍尔感应器件信号处理芯片，其特征在于，所述开关单元用于根据所述激励电流以固定的时钟频率在正交方向上循环驱动霍尔感应器件的端子，使所述霍尔感应器件旋转交替输入输出。3.如权利要求1所述的霍尔感应器件信号处理芯片，其特征在于，所述霍尔感应器件信号处理芯片还包括；参考电压单元，其与所述差分放大单元连接，用于向所述差分放大单元提供参考电压；所述差分放大单元将放大后的采样电压与所述参考电压相加后输出。4.一种电流传感器，其特征在于，所述电流传感器包括权利要求1至3任意一项所述的霍尔感应器件信号处理芯片、霍尔感应器件、磁环、补偿线圈以及采样电阻；所述线圈驱动单元的电流输入端连接所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接所述补偿线圈的第一端，所述补偿线圈的第二端连接所述线圈驱动单元的电流输出端，所述差分放大单元的第一电压采集端和第二电压采集端分别连接所述采样电阻的第一端和第二端，所述磁环穿过所述补偿线圈，所述霍尔感应器件位于所述磁环内，所述霍尔感应器件连接所述多路开关单元。5.一种霍尔感应器件检测电路，其特征在于，所述霍尔感应器件检测电路包括权利要求1至3任意一项所述的霍尔感应器件信号处理芯片、霍尔感应器件、磁环、补偿线圈、增益调节单元以及采样电阻；所述线圈驱动单元的输入端连接所述采样电阻的第一端，所述采样电阻的第二端连接所述补偿线圈的第一端，所述补偿线圈的第二端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小波，刘双，
申请(专利权)人：比亚迪半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：