[实用新型]一种具有快速瞬态响应的霍尔效应电流传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路领域，更具体地，涉及一种具有快速瞬态响 应的霍尔效应电流传感器。

背景技术

霍尔效应电流传感器在非接触式电流检测领域有广泛应用。霍尔效应电 流传感器一般由霍尔效应敏感器件和信号读出电路组成。在非接触式电流 检测应用中，通过检测电流产生的磁场强度可以推算出待测电流，其基于 的原理是：霍尔效应敏感器件产生一个和所测磁场相关的一个微小电压， 信号读出电路把这个微小电压放大输出。

如图1所示，是现有技术中的一种霍尔效应电流传感器的系统结构组 成示意图，其主要包括一个霍尔效应敏感器件、一个基于仪表放大器的高 精度信号通路和一个反馈回路。在上述架构组成中，为了保证传感器精度， 通常采用斩波稳定技术动态控制霍尔效应敏感器件和仪表放大器，把霍尔 效应敏感器件和仪表放大器的失调电压和低频噪声调制到高频，再通过低 通滤波器来滤除调制后的失调电压和低频噪声。然而，在一些特定的应用 场合，例如实时过流保护，要求霍尔效应电流传感器具有快速瞬态响应， 能够快速及时地检测到电流的变化由此实现快速的过流保护，然而霍尔效 应传感器中的低通滤波器的低带宽限制了霍尔效应电流传感器的瞬态响应 速度。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种具有快 速瞬态响应的霍尔效应电流传感器，其目的在于解决特定应用情况下的实 时保护的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种具有快速 瞬态响应的霍尔电流传感器，该传感器包括霍尔效应敏感器件以及所述霍 尔效应敏感器件的读出电路，所述读出电路包括高精度信号通路及其负反 馈回路，其特征在于，所述高精度信号通路两端并联有快速信号通路，所 述快速信号通路包括高通滤波器，使得所述霍尔效应敏感器件由待测磁场 激励产生的经调制到高频的输出电压能从该通路通过。

进一步地，所述高精度信号通路的增益远大于所述快速信号通路的增 益，使得所述快速信号通路自身的失调电压折算到所述霍尔效应敏感器件 输出端的等效电压近似为零。

进一步地，所述高精度信号通路包括顺序电连接的第一低噪声放大器、 第一斩波器以及低通滤波器，所述负反馈回路包括分压电阻，以及电连接 所述分压电阻分压端与所述高精度信号通路输入端的第二斩波器，所述快 速信号通路包括顺序电连接的所述高通滤波器、第三斩波器及第一放大器。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比， 由于增加了快速响应信号通路，能够取得下列有益效果：

(1)采用快速响应信号通路来制造一个快速通路从而使得相关信号不 必通过低通滤波器也能获得高精度的输出；

(2)并且对高精度信号通路与快速响应信号通路的增益进行了巧妙地 设计，使得该并联通路的存在并没有影响信号的读出精度；

(3)能够显著地增强快速瞬态响应，进一步提高实时保护的响应速度。

附图说明

图1是现有技术中已有的一种霍尔效应电流传感器的系统架构图；

图2是按照本实用新型实现的具有快速响应通路的霍尔效应电流传感 器的系统架构图；

图3是按照本实用新型实现的霍尔效应电流传感器的响应信号波形图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此 外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼 此之间未构成冲突就可以相互组合。

图2所示为本实用新型所提出的具有快速瞬态响应的霍尔效应电流传感 器的系统架构图。本实用新型电路主要包括霍尔效应敏感器件、高精度信 号通路、快速信号通路及负反馈回路。

高精度信号通路包括顺序相连的第一低噪声放大器G₁、第一斩波器CH₁和低通滤波器LPF。

快速信号通路包括顺序相连的高通滤波器HPF、第三斩波器CH₂和高速放 大器G₃。