CN112834800A - 一种单电源霍尔传感器装置 - Google Patents

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王聪霞
杜荣富
邹伟
刘林强
李玲丽
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Abstract

本发明公开了一种单电源霍尔传感器装置，包括直流电源、电源接反保护电路、恒电流电源电路、电压信号发生电路、霍尔传感器、比较器电路、零电流校正电路、低通电路、比例放大电路与线圈。本发明具有电源接反保护、恒电流电源电路、+2.5V发生电路、零电流校正电路、低通电路以及比例放大电路的功能，增强了霍尔传感器抗干扰能力，从而保证霍尔传感器的输出端信号准确、稳定。

Description

一种单电源霍尔传感器装置
技术领域
本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种单电源霍尔传感器装置。
背景技术
目前导弹牵引头控制电机使用的电压传感器，通常采用霍尔传感器感应电机电流大小，再通过电压放大，再进行信号标准化处理，把电机电流变为0～5V标准电压信号，但是现有的电路存在如下弊端：
(1)电源电压为双极性电源；
(2)抗干扰能力低；
(3)抗电源电压干扰能力低；
(4)对电磁兼容适应能力低；
(5)开环测量，采样精度低。
因此，该电路满足不了现代军用电控系统的技术要求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种单电源霍尔传感器装置，包括直流电源、电源接反保护电路、恒电流电源电路、电压信号发生电路、霍尔传感器、比较器电路、零电流校正电路、低通电路与比例放大电路；电压信号发生电路通过比较器电路连接霍尔传感器；电压信号发生电路与比例放大电路的反向输入端相连；直流电源通过电源接反保护电路与恒电流电源电路、比例放大电路、电压信号发生电路的电源输入端相连；恒电流电源电路与霍尔传感器的电源输入端相连；霍尔传感器的输出端与比例放大电路的同向输入端相连；比例放大电路的输出端相连。
本发明的有益效果在于：本发明具有电源接反保护、恒电流电源电路、+2.5V发生电路、零电流校正电路、低通电路以及比例放大电路的功能，增强了霍尔传感器抗干扰能力，从而保证霍尔传感器的输出端信号准确、稳定。
附图说明
图1是本发明的系统图；
图2是恒电流电源电路的电路图；
图3是电压信号发生电路的电路图；
图4是比较器电路的电路图；
图5是零电流校正电路的电路图；
图6是低通电路的电路图；
图7是比例放大电路的电路图。
图中：U1-线性稳压器；U2-电压基准芯片；U3-第一运算放大器；U4-第二运算放大器；H-霍尔传感器；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R7-第八电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；Q1-三极管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如附图1所示，本发明一种单电源霍尔传感器装置，包括直流电源、电源接反保护电路、恒电流电源电路、电压信号发生电路、霍尔传感器、比较器电路、零电流校正电路、低通电路与比例放大电路；电压信号发生电路通过比较器电路连接霍尔传感器；电压信号发生电路与比例放大电路的反向输入端相连；直流电源通过电源接反保护电路与恒电流电源电路、比例放大电路、电压信号发生电路的电源输入端相连；恒电流电源电路与霍尔传感器的电源输入端相连；霍尔传感器的输出端与比例放大电路的同向输入端相连；比例放大电路的输出端相连。
具体的，所述恒电流电源电路包括线性稳压器与第一电阻；直流电源与线性稳压器电源输入端相连；线性稳压器输出端通过第一电阻与霍尔传感器相连。
具体的，所述电压信号发生电路包括电压基准芯片、第一电容与第二电阻；直流电源接电压基准芯片、第一电容第一端；电压基准芯片输出端接第二电阻第二端、比较器电路输入端；第一电容第二端、第二电阻第一端接地。
具体的，所述比较器电路包括第三电阻、第四电阻、第一运算放大器与三极管；电压信号发生电路通过第三电阻接第一运算放大器同相输入端；第一运算放大器反向输入端接霍尔传感器第一端；第一运算放大器输出端接三极管基极；三极管发射极接霍尔传感器第二端；三极管集电极接地。
具体的，所述零电流校正电路包括第五电阻；第五电阻第一端接霍尔传感器电源输入端；第五电阻第二端接霍尔传感器输出端。
具体的，所述低通电路包括第七电阻与第二电容；霍尔传感器输出端通过第七电阻接第三电容第一端、比例放大电路输入端；第三电容第二端接地。
具体的，所述比例放大电路包括第八电阻、第九电阻、第二运算放大器与第四电容；电压信号发生电路通过第八电阻接第二运算放大器的反向输入端、第九电阻第一端；第二运算放大器的输出端接第九电阻第二端；直流电源接第二运算放大器电源输入端、第四电容第一端；第四电容第二端接地。
输入单电源+5V电压通过一个输出+2.5V的基准电压芯片电路，得到+2.5V电压。三端稳压器采用LM317芯片，LM317芯片第3脚接+5V，第2脚和第4脚短接在一起，LM317第2脚串联电阻到LM317第1脚，此时LM317的第1脚输出一个10mA的恒电流。霍尔传感器的第1脚接LM317的第1脚；霍尔传感器的第1脚和第2脚之间通过2个串联电阻连接；霍尔传感器的第3脚和第2脚之间通过1个电阻连接；霍尔传感器的第4脚接比较器的第6脚，作为比较器的负输入端；比较器的第5脚通过接一个电阻接+2.5V的基准电压芯片电路；比较器的输出引脚第7脚接一个PNP三极管的基极；PNP三极管的集电极极接地，发射极接霍尔传感器的第3脚；霍尔传感器的第2脚通过串联一个电阻接第二运算放大器的同向输入端。稳定霍尔传感器第2脚信号，在第二运算放大器U5A的第3脚接一个电容到地。第二运算放大器的第2脚接一个电阻到+2.5V的基准电压芯片电路；第二运算放大器的第2脚和第1脚之间串联一个电阻；第二运算放大器的输出引脚第1脚输出电压信号；第二运算放大器的输出引脚第1脚输出信号反应的是本霍尔传感器感应的外部交流电流信号的大小。防止电源接反损伤传感器，在传感器输入电源的正极上串联了一个方向二极管，二极管的P极接外部电源，二极管的N极输出+5V电压。传感器铁芯材料为铁镍合金；传感器线圈采用单方向绕线方式；传感器外壳为塑料材料。
本发明的工作原理为：输入单电源+5V电压通过一个输出+2.5V的基准电压电路，得到+2.5V电压，保证运算放大器在霍尔器件的两端稳定工作；三端稳压器为霍尔传感器提供10mA的恒电流，零电流校正电路标定外部母线电流0A电流；低通电路滤掉干扰信号，保证霍尔传感器的输出端信号稳定；比例放大电路保证放大霍尔传感器的信号输出为0～5V。
因此，本发明具有电源接反保护功能，具有恒电流电源电路的功能，具有+2.5V发生电路的功能，具有零电流校正电路功能，具有低通电路的功能，具有比例放大电路的功能。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，包括直流电源、电源接反保护电路、恒电流电源电路、电压信号发生电路、霍尔传感器、比较器电路、零电流校正电路、低通电路与比例放大电路；电压信号发生电路通过比较器电路连接霍尔传感器；电压信号发生电路与比例放大电路的反向输入端相连；直流电源通过电源接反保护电路与恒电流电源电路、比例放大电路、电压信号发生电路的电源输入端相连；恒电流电源电路与霍尔传感器的电源输入端相连；霍尔传感器的输出端与比例放大电路的同向输入端相连；比例放大电路的输出端相连。
2.根据权利要求1所述一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，所述恒电流电源电路包括线性稳压器与第一电阻；直流电源与线性稳压器电源输入端相连；线性稳压器输出端通过第一电阻与霍尔传感器相连。
3.根据权利要求1所述一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，所述电压信号发生电路包括电压基准芯片、第一电容与第二电阻；直流电源接电压基准芯片、第一电容第一端；电压基准芯片输出端接第二电阻第二端、比较器电路输入端；第一电容第二端、第二电阻第一端接地。
4.根据权利要求1所述一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，所述比较器电路包括第三电阻、第四电阻、第一运算放大器与三极管；电压信号发生电路通过第三电阻接第一运算放大器同相输入端；第一运算放大器反向输入端接霍尔传感器第一端；第一运算放大器输出端接三极管基极；三极管发射极接霍尔传感器第二端；三极管集电极接地。
5.根据权利要求1所述一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，所述零电流校正电路包括第五电阻；第五电阻第一端接霍尔传感器电源输入端；第五电阻第二端接霍尔传感器输出端。
6.根据权利要求1所述一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，所述低通电路包括第七电阻与第二电容；霍尔传感器输出端通过第七电阻接第三电容第一端、比例放大电路输入端；第三电容第二端接地。
7.根据权利要求1所述一种单电源霍尔传感器装置，其特征在于，所述比例放大电路包括第八电阻、第九电阻、第二运算放大器与第四电容；电压信号发生电路通过第八电阻接第二运算放大器的反向输入端、第九电阻第一端；第二运算放大器的输出端接第九电阻第二端；直流电源接第二运算放大器电源输入端、第四电容第一端；第四电容第二端接地。
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