[发明专利]霍尔传感器电路、电机控制系统和霍尔元件感测方法

说明书

公开了霍尔传感器电路、电机控制系统和霍尔元件感测方法。霍尔传感器电路包括：第一霍尔元件和第二霍尔元件；第一模数转换器(“ADC”)通道输入端和第二ADC通道输入端,无源地耦接至第一霍尔元件的第一输出节点和第二输出节点；第三ADC通道输入端和第四ADC通道输入端,无源地耦接至第二霍尔元件的第一输出节点和第二输出节点；第一ADC输出端，用于提供第一数字输出信号；以及第二ADC输出端，用于提供第二数字输出信号。霍尔元件输出端可以被直接耦接至ADC或者通过无源电阻‑电容滤波器耦接。

技术领域

本发明总体上涉及霍尔元件感测电路和方法。

背景技术

市场上有三种用于检测磁通量的霍尔传感器产品，并且这三种霍尔传感器产品包括具有模拟输出的缓冲式霍尔传感器、具有数字输出的缓冲式霍尔传感器以及非缓冲式霍尔元件。具有模拟输出的缓冲式霍尔传感器通常具有霍尔元件以及诸如运算放大器的集成电路(“IC”)以放大来自霍尔元件的感测信号并将该感测信号转换为放大的模拟信号。具有数字输出的缓冲式霍尔传感器通常具有霍尔元件以及诸如比较器或者模数转换器(“ADC”)的IC。如果使用比较器，则提供高逻辑输出信号或低逻辑输出信号，其中逻辑输出信号表示穿过霍尔传感器的通量的方向。如果使用ADC，则提供许多数字输出信号，这些数字输出信号与穿过霍尔传感器的通量的大小和方向相对应。非缓冲式霍尔元件仅仅是如下霍尔元件：该霍尔元件不具有相应的信号调节IC，但是可以被设置在类似于缓冲式霍尔传感器的封装内。

图1A是根据现有技术的非缓冲式霍尔元件的时序图，并且图1B是根据现有技术的用于生成图1A的时序图中所示的信号的霍尔元件102的示意图。在图1B中，非缓冲式霍尔元件102耦接于V_C和地之间，并且生成差分输出信号V_H＝V_H+-V_H-，其中V_H+和V_H-为单端输出信号。图1A示出了地电压电平和V_C电压电平以及以地为参考的V_H信号和以V_C/2为参考的V_H+和V_H-信号。霍尔元件的输出信号是与感测的通量对应的模拟或线性信号。

图2A是根据现有技术的包括附加的处理电路的缓冲式霍尔传感器电路的时序图，并且图2B是根据现有技术的用于生成图2A的时序图中所示的信号的缓冲式霍尔传感器电路的示意图。在图2B中，霍尔元件202耦接于V_C和地之间，并且生成差分输出。霍尔元件202的差分输出耦接至包括运算放大器204的运算放大器电路，所述运算放大器电路具有电阻器R_A和电阻器R_B以及参考电压V_C/2用于生成V_OUT输出信号。图2A中示出了地电压电平和V_C电压电平以及以V_C/2为参考的V_OUT信号。如果将霍尔元件202和运算放大器204一起耦接在封装内，则提供了具有模拟输出的缓冲式霍尔传感器。输出信号可以通过微控制器206中的模数转换器(“ADC”)208被转换为数字输出信号V_H，所述微控制器206具有耦接于V_C和地之间的电力端子V_DD和Vss。如果将霍尔元件202、运算放大器204以及ADC 208或者ADC 208与微控制器206一起耦接在封装内，则提供了具有数字输出的缓冲式霍尔传感器。

图3A是根据现有技术的包括附加的处理电路的具有数字输出的缓冲式霍尔传感器电路的时序图，并且图3B是根据现有技术的用于生成图3A的时序图中所示的信号的具有数字输出的缓冲式霍尔传感器电路的示意图。在图3B中，霍尔元件302耦接于V_C和地之间并生成差分输出。霍尔元件302的差分输出耦接至具有正极输入端和负极输入端以及输出端的比较器304以生成V_OUT数字输出信号。如果将霍尔元件302和比较器304一起耦接在封装内，则提供了具有数字输出的缓冲式霍尔传感器。