[实用新型]一种开关型霍尔传感器的温度补偿电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度补偿电路，尤其涉及一种开关型霍尔传感器的温度补偿电路。

背景技术

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，该效应是美国科学家Hall于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来人们发现半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这一现象制成了各种霍尔元件，广泛的应用于工业自动化，汽车电子，消费电子等领域。

在半导体薄片两端通以偏置电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差，该电势差被称为霍尔电压VHall

VHall=KIBd---(1)]]>

I为流过霍尔薄片的偏置电流；

B为垂直霍尔薄片的磁场大小；

d为霍尔薄片的厚度；

k为霍尔系数，它与霍尔薄片的几何形状，材料有关。

基于霍尔效应可以制作出一系列的磁场传感器产品，霍尔开关是其中的一种。它通过霍尔薄片来感应外界磁场，当磁场大小达到阈值时，输出相应的数字电平来表征磁场的方向。

常规的开关型霍尔传感器如图1所示，包括稳压器，霍尔薄片，霍尔电压差分放大器，迟滞比较器，输出级。其中，霍尔薄片由半导体材料构成，当温度升高时，霍尔薄片的电阻会随之增加，而施加给霍尔薄片的电压是固定不变的，因此流过霍尔薄片的电流将随着温度的增加而降低，从式1可知这会导致霍尔开关的磁灵敏度降低。当温度升高到一定程度，可能会导致霍尔感应电压无法达到电路设定的阈值，从而霍尔开关的功能失效，无法感应磁场的变化。为解决这个问题，提高霍尔开关的应用温度范围，现有技术中提供了一种传统的温度补偿电路的方法：增加一个阈值电压产生电路模块，如图2和图3所示：增加一个阈值电压产生电路模块，该模块产生一个阈值电压提供给迟滞比较器，该模块采用正温度系数电阻（R7与R10）和负温度系数电阻（R8和R9）构成一个电阻串，通过选取合适的电阻比例，产生温度系数与霍尔感应电压温度系数大致相同的阈值电压。该方案可以在一定程度上对霍尔开关的灵敏度进行补偿，但是由于电阻随温度的变化并非线性，会导致在不同的温度下，磁灵敏度的补偿精度不一样。该温度补偿方法误差偏高，并且需要所使用的工艺线具有合适的正负温度系数的电阻类型。

专利申请号为201110103117.9的中国专利公开了一种温度补偿方式，即为传统的采用正负温度系数电阻进行温度补偿的方案。通过选取合适的正负温度系数电阻类型和电阻比例，可实现对霍尔感应电压温度漂移的补偿。但实际情况下由于电阻温度系数的非线性，该方案的补偿误差偏高，无法在每一个温度值上都实现无差别的补偿。集成电路的生产过程中受工艺控制精度的影响，不同批次的电阻阻值会有一定的差异，由于传统的补偿电路采用了正负温度系数两种电阻，其补偿效果和电阻阻值有直接关系，因此传统的方案容易受到工艺的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种开关型霍尔传感器的温度补偿电路和温度补偿方法，该温度补偿电路及温度补偿方法的温度补偿效果与电阻阻值无关，不会受到不同批次工艺偏差的影响，解决现有技术存在的缺憾。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种开关型霍尔传感器的温度补偿电路，包括：一个霍尔薄片，用于将感应磁块信号并将其转化为电压信号；一个差分放大器，用于将霍尔电压进行放大；一个开关电容电路，用于将放大后的霍尔信号进行失调消除；一个稳压器，用于将外部电压转化为稳定的内部工作电压并提供给其他电路模块；一个迟滞比较器，用于将放大后的霍尔信号与阈值电压进行比较、输出判别结果并送入功率输出级，其特征在于：

在稳压器和开关电容电路之间串联有参考电流产生电路和阈值电压产生电路，所述参考电流产生电路生成一个与霍尔薄片电流温度系数相同的参考电流，所述阈值电压产生电路产生与霍尔感应电压的温度系数相同的阈值电压，提供给所述迟滞比较器，所述迟滞比较器将放大后的霍尔感应电压与阈值电压进行比较，输出判别结果送入输出级。