CN117347706A - 一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法 - Google Patents
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Abstract
一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，属于霍尔大电流传感器信号分析及处理技术领域，解决如何消除温度变化二次项ΔT2对霍尔大电流传感器测量的影响问题在；本发明针对传统温度补偿无法消除温度变化二次项ΔT2对测量的影响，通过补偿电路中引入闭环反馈温度补偿环节进行温度信号补偿，引入闭环反馈控制和温度传感器信号，通过温度传感器采集温度信号，温度信号与最终输出信号进行运算后送回信号处理电路的输入端进行补偿，而并不是简单地将温度信号与霍尔信号的输入信号进行相加后送入信号处理电路；本发明的方法能够完全消除温度变化的一次项和二次项对测量的影响，提高了传感器的测量精度，减小了测量误差。
Description
技术领域
本发明属于霍尔大电流传感器信号分析及处理技术领域，涉及一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法。
背景技术
极向场变流器由66kV母线供电，变流器单元最高可向极向场超导磁体线圈提供最高±55kA额定电流，等离子体控制系统(PCS)通过检测等离子实时位移，经相应计算得出电流输入幅值，向电源系统发送指令信号。电源系统实时跟踪输入指令，并进行线性放大，后产生快速变化的磁场，控制等离子体的位置与形状。极向场输出电流幅值与精度直接影响等离子体位移时的动态平衡和准确位置，大电流幅值的高精度检测是极向场电源控制系统中极为重要的一环，因此需要一款测量范围大，测量精度高的电流传感器。
传统的开环、闭环霍尔电流传感器均采用铁芯聚磁，虽然在一定程度上提高了传感器的精度和抗干扰能力，但是也增加了传感器的重量和体积，且普遍存在铁芯直流偏磁、磁滞效应、铁芯易饱和等缺点。近年来，点阵式霍尔电流传感器由于不需要铁磁芯，精度高、功耗低、体积小、重量轻、测量范围宽等优点，得到广泛关注。但大多还停留在研究阶段，尚未能批量应用于直流大电流测量领域，根本原因在于点阵式霍尔电流传感器存在无铁芯聚磁信噪比低、霍尔元件温度漂移、零点漂移及安装的偏角、面与磁场方向不垂直、导体偏心等误差因素。通过对点阵式霍尔电流传感器各种测量误差来源的相关分析可以得出，除了外界电磁干扰和导体偏心影响外，温度漂移是最主要、最常见的误差来源之一。
霍尔元件作为一种半导体器件，其灵敏度随着温度变化而产生漂移，限制了其在高精度磁场测量场合的应用。在核聚变领域实际工作环境，由于所做的测量点数量众多，需要大量的霍尔大电流传感器，因此选用功耗小、价格低的霍尔元件。工业级的霍尔元件在温度漂移方面控制性能较差，温度系数较小如GaAs霍尔器件，其最大温度系数可达-600*10-6/℃，在温度变化50℃时，最大的温度漂移高达3％；因此，需要对温度漂移进行补偿。传统的温度补偿法如：恒流源驱动条件下，常见的方法有并联电阻补偿法和反馈调节电流源补偿法；恒压源驱动条件下，常用温度传感器进行开环补偿法；但上述补偿方法在计算参数时，均忽略了温度变化二次项ΔT2，由于引入了和ΔT2相关的误差，因此属于不完全温度补偿。因此，对于温度变化显著的高精度测量场合，特别在核聚变领域传感器检测的是大功率变流器输出电流，变流器放置于室内且功率大、数量多，工作期间环境温度变化大，传统温度补偿法将不再适用。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于如何消除温度变化二次项ΔT2对霍尔大电流传感器测量的影响。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，包括以下步骤：
S1、使用温度传感器检测环境温度变化，通过对应关系计算出霍尔电压变化需要的补偿量；
设使用的温度传感器输出灵敏度为ST，零补偿点是环境温度T0＝25℃时；当环境温度T相对于T0变化ΔT时，温度信号VT输出的补偿量为：
VT＝ST(T-T0)＝STΔT (1)
设在T0＝25℃时，霍尔元件的输出电压为VH0，灵敏度的温度系数为α，则霍尔元件输出信号VH表示为：
VH＝(1+αΔT)VH0 (2)
S2、在补偿电路中引入闭环反馈温度补偿环节进行温度信号补偿；
所述的闭环反馈温度补偿环节的传递函数为：
其中，K1为变霍尔元件输出信号VH的放大倍数，K2为反馈比例系数，V0为补偿电路最终输出信号；
通过观察(3)式，可知引入闭环反馈温度补偿环节后，反馈比例系数K2只需要满足：
通过调节补偿电路中的反馈比例系数K2，使得霍尔元件输出信号的温度漂移得到完全补偿；
所述的调节补偿电路包括：加法合成电路、温度转换电路、乘法比例电路；所述的加法合成电路用于将霍尔元件输出信号VH按比例进行放大，然后与温度补偿信号VC进行加法运算，最后进行反向比例放大运算输出补偿电路最终输出信号VO；所述的温度转换电路用于将温度传感器芯片测量的信号转换为电压信号VT；所述的乘法比例电路用于产生温度补偿信号VC。
进一步地，所述的加法合成电路包括：电阻R23、电阻R24、电阻R27、电阻R28、电阻R35、电阻R36、可调电阻R26，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2；所述的电阻R27的一端作为霍尔元件输出信号VH端，电阻R27的另一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一运算放大器U1的正相输入端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端接地；电阻R23的一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，电阻R23的另一端与可调电阻R26的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R26的第二端与第一运算放大器U1的输出端连接；电阻R28的一端与第一运算放大器U1的输出端连接，电阻R28的另一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第二运算放大器U2的正相输入端与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端接地；电阻R24的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R24的另一端与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的反相输入端作为温度补偿信号VC端，第二运算放大器U2的输出端作为加法合成电路最终输出信号VO端。
进一步地，所述的温度转换电路包括：电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、可调电阻R4、电阻R5、电阻R6，电容C3，基准电压源U3、温度传感器芯片U4、零漂移放大器U5；所述的基准电压源U3的2#引脚接VCC+电源，基准电压源U3的4#引脚接地，基准电压源U3的6#引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与可调电阻R4的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R4的第二端与零漂移放大器U5的反相输入端连接；所述的温度传感器芯片U4的负极接VCC-电源，温度传感器芯片U4的正极与零漂移放大器U5的反相输入端连接；电阻R1的一端与零漂移放大器U5的反相输入端连接，电阻R1的另一端与可调电阻R2的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R2的第二端与零漂移放大器U5的输出端连接，电阻R6的一端与零漂移放大器U5的正相输入端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R5的一端与零漂移放大器U5的输出端连接，电阻R5的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R5与电容C3的连接公共点作为温度转换电路的输出VT端。
进一步地，所述的乘法比例电路包括：电阻R8、电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R16、电阻R17、可调电阻R18、电阻R19、电阻R21，第三运算放大器U6、第四运算放大器U7、乘法器U8、第五运算放大器U9、第六运算放大器U10；电阻R9的一端与第三运算放大器U6的反相输入端连接，电阻R9的另一端与第三运算放大器U6的输出端连接，第三运算放大器U6的正相输入端与温度转换电路的输出VT端连接，第三运算放大器U6的输出端与乘法器U8的X1引脚连接；电阻R21的一端与第四运算放大器U7的反相输入端连接，电阻R21的另一端与第四运算放大器U7的输出端连接，第四运算放大器U7的正相输入端与最终输出信号VO端连接，第四运算放大器U7的输出端与乘法器U8的Y1引脚连接；乘法器U8的X2、Y2引脚连接在一起后再接地，乘法器U8的Z引脚接地，乘法器U8的W引脚与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与第五运算放大器U9的反相输入端连接，第五运算放大器U9的正相输入端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端接地；电阻R8的一端与第五运算放大器U9的反相输入端连接，电阻R8的另一端与第五运算放大器U9的输出端连接，电阻R12的一端与第五运算放大器U9的输出端连接，电阻R12的另一端与可调电阻R18的第一端连接，可调电阻R18的第二端接地，可调电阻R18的第三端与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与第六运算放大器U10的正相输入端连接，电阻R13的一端连接在第六运算放大器U10的反相输入端，电阻R13的另一端连接在第六运算放大器U10的输出端，电阻R17的一端与第六运算放大器U10的输出端连接，电阻R17的另一端接温度补偿信号VC端。
进一步地，所述的调节补偿电路中的反馈比例系数K2的方法如下：通过调节可调电阻R18进行分压，从而实现对反馈比例系数K2的调节，设β＝R18/(R18+R12)，则反馈比例系数K2的调节范围区间为(0～β)。
优选地，所述的基准电压源U3的型号为ADR4525。
优选地，所述的温度传感器芯片U4的型号为AD592。
优选地，所述的零漂移放大器U5的型号为ADA4638。
优选地，所述的第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U6、第四运算放大器U7、第五运算放大器U9、第六运算放大器U10的型号均为OP2177。
优选地，所述的乘法器U8的型号为AD633。
本发明的优点在于：
本发明针对传统温度补偿无法消除温度变化二次项ΔT2对测量的影响，通过补偿电路中引入闭环反馈温度补偿环节进行温度信号补偿，引入闭环反馈控制和温度传感器信号，通过温度传感器采集温度信号，温度信号与最终输出信号进行运算后送回信号处理电路的输入端进行补偿，而并不是简单地将温度信号与霍尔信号的输入信号进行相加后送入信号处理电路；本发明的方法能够完全消除温度变化的一次项和二次项对测量的影响，提高了传感器的测量精度，减小了测量误差，是一种完全温度补偿方法，在温度变化显著的高精度测量场合具有极大优越性及广泛的实用价值。
附图说明
图1是本发明实施例的温度漂移补偿方法的传递函数框图；
图2是本发明实施例的温度漂移补偿方法的加法合成电路原理图；
图3是本发明实施例的温度漂移补偿方法的温度转换电路原理图；
图4是本发明实施例的温度漂移补偿方法的乘法比例电路原理图；
图5是本发明实施例的温度漂移补偿方法的霍尔电势随温度变化的趋势图；
图6是本发明实施例的温度漂移补偿方法的补偿后最终信号输出V0随环境温度变化的趋势图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：
实施例一
一、补偿方法的思想原理
使用温度传感器检测环境温度变化，通过对应关系计算出霍尔电压变化需要的补偿量。设使用的温度传感器输出灵敏度为ST，零补偿点是环境温度T0＝25℃时；当环境温度T相对于T0变化ΔT时，温度信号输出的补偿量为：
VT＝ST(T-T0)＝STΔT (1)
设在T0＝25℃时，霍尔元件的输出电压为VH0，灵敏度的温度系数为α，则霍尔元件的输出电压表示为：
VH＝(1+αΔT)VH0 (2)
本发明的方法是在补偿电路中引入闭环反馈环节，具体实施方法为补偿电路最终输出信号V0与温度信号VT进行乘法运算，所得信号送回前端与经比例运算后的霍尔元件输出信号VH相加，传递函数框图如图1所示。
进行温度信号补偿后，反馈环节的传递函数为：
通过观察(3)式，可知引入闭环反馈温度补偿环节后，K2只需要满足：
实际就是通过调节电路中的比例系数K2，霍尔传感器输出信号的温度漂移就可以得到完全补偿。
二、硬件电路设计
根据以上设计思想，本发明设计了三部分电路：加法合成电路、温度转换电路和乘法比例电路，通过三部分电路的配合，完成闭环反馈控制。电路原理如图2至图4所示，本发明设计的电路可以分为三部分：加法合成电路、温度转换电路和乘法比例电路；所述的加法合成电路包括第一级反向比例放大电路和第二级比例电路；所述的温度转换电路包括加法电路和反向比例电路；所述的乘法比例电路包括乘法电路、反向比例电路和跟随电路；所述的加法合成电路用于将霍尔元件输出信号VH按比例进行放大，然后与温度补偿信号VC进行加法运算，最后进行反向比例放大运算输出补偿电路最终输出信号VO；所述的温度转换电路用于将温度传感器芯片测量的信号转换为电压信号VT；所述的乘法比例电路用于产生温度补偿信号VC。
2.1、加法合成电路
如图2所示，为加法合成电路的原理图，其中VC是温度补偿信号，V0是加法合成电路最终输出信号，VH是霍尔元件输出信号；所述的加法合成电路用于将霍尔元件输出信号VH按比例进行放大，然后与温度补偿信号VC进行加法运算，最后进行反向比例放大运算输出加法合成电路输出信号VO。
加法合成电路由两级比例电路组成，通过调节第一级反向比例放大电路的可变电阻R26，可以改变霍尔元件输出信号VH的放大倍数K1，放大倍数K1的计算公式如下：
第二级比例电路由加法器电路和反向比例电路组成，先将反馈的温度补偿信号VC和经第一级反向比例放大电路运算后的霍尔元件输出信号VH进行加法运算，再进行反向比例放大运算。
所述的加法合成电路包括：电阻R23、电阻R24、电阻R27、电阻R28、电阻R35、电阻R36、可调电阻R26，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2；所述的第一运算放大器U1、第二运算放大器U2的型号为OP2177；所述的电阻R27的一端作为霍尔元件输出信号VH端，电阻R27的另一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一运算放大器U1的正相输入端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端接地；电阻R23的一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，电阻R23的另一端与可调电阻R26的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R26的第二端与第一运算放大器U1的输出端连接；电阻R28的一端与第一运算放大器U1的输出端连接，电阻R28的另一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第二运算放大器U2的正相输入端与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端接地；电阻R24的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R24的另一端与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的反相输入端作为温度补偿信号VC端，第二运算放大器U2的输出端作为加法合成电路最终输出信号VO端。
2.2、温度转换电路
本发明的温度转换电路使用的是AD公司的温度传感器芯片AD592，当环境温度变化时，该芯片输出的信号通过相应的运算可以转化为对应的电压信号。当环境温度为25℃时，AD592输出为298.2μA；该芯片的温度系数为1μA/℃，是一种输出电流与温度变化值成正比的电流输出型元件。
如图3所示，为温度转换电路原理图，调节电压参考源ADR4525和可调电阻R4，使得温度信号VT在环境温度T0＝25℃时，输出电压为零。调节反向比例电路中的可调电阻R2，使温度转换电路的输出灵敏度为ST＝100mV/℃。
当环境温度T相对于25℃变化ΔT时，温度转换电路的输出VT为：
VT＝STΔT (6)
所述的温度转换电路包括：电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、可调电阻R4、电阻R5、电阻R6，电容C3，基准电压源U3、温度传感器芯片U4、零漂移放大器U5；所述的基准电压源U3的型号为ADR4525，所述的温度传感器芯片U4的型号为AD592，所述的零漂移放大器U5的型号为ADA4638；所述的基准电压源U3的2#引脚接VCC+电源，基准电压源U3的4#引脚接地，基准电压源U3的6#引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与可调电阻R4的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R4的第二端与零漂移放大器U5的反相输入端连接；所述的温度传感器芯片U4的负极接VCC-电源，温度传感器芯片U4的正极与零漂移放大器U5的反相输入端连接；电阻R1的一端与零漂移放大器U5的反相输入端连接，电阻R1的另一端与可调电阻R2的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R2的第二端与零漂移放大器U5的输出端连接，电阻R6的一端与零漂移放大器U5的正相输入端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R5的一端与零漂移放大器U5的输出端连接，电阻R5的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R5与电容C3的连接公共点作为温度转换电路的输出VT端。
2.3、乘法比例电路
本发明的乘法比例电路采用AD公司的AD633芯片，该芯片的功能函数为：
式中：X1为X系数同相输入；X2为X系数反相输入；Y1为Y乘数同相输入；Y2为Y乘数反相输入；Z为偏移量输入。
乘法器相乘的两个信号不可随意调节，因此不能实现输出的任意衰减，电路的后端需要串联衰减电阻。一般情况下运放比例电路在变比小于1时，由于反馈量较大，电路运行会出现不稳定及震荡现象；所以为了调节衰减补偿信号，需要使用正向缓冲电路，通过调节可调电阻R18进行分压，从而实现对反馈比例系数K2的调节，设β＝R18/(R18+R12)，则反馈比例系数K2的调节范围区间为(0～0.1β)。
如图4所示，为乘法比例电路的原理图，所述的乘法比例电路包括：电阻R8、电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R16、电阻R17、可调电阻R18、电阻R19、电阻R21，第三运算放大器U6、第四运算放大器U7、乘法器U8、第五运算放大器U9、第六运算放大器U10；所述的第三运算放大器U6、第四运算放大器U7、第五运算放大器U9、第六运算放大器U10的型号为OP2177，所述的乘法器U8的型号为AD633。电阻R9的一端与第三运算放大器U6的反相输入端连接，电阻R9的另一端与第三运算放大器U6的输出端连接，第三运算放大器U6的正相输入端与温度转换电路的输出VT端连接，第三运算放大器U6的输出端与乘法器U8的X1引脚连接；电阻R21的一端与第四运算放大器U7的反相输入端连接，电阻R21的另一端与第四运算放大器U7的输出端连接，第四运算放大器U7的正相输入端与最终输出信号VO端连接，第四运算放大器U7的输出端与乘法器U8的Y1引脚连接；乘法器U8的X2、Y2引脚连接在一起后再接地，乘法器U8的Z引脚接地，乘法器U8的W引脚与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与第五运算放大器U9的反相输入端连接，第五运算放大器U9的正相输入端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端接地；电阻R8的一端与第五运算放大器U9的反相输入端连接，电阻R8的另一端与第五运算放大器U9的输出端连接，电阻R12的一端与第五运算放大器U9的输出端连接，电阻R12的另一端与可调电阻R18的第一端连接，可调电阻R18的第二端接地，可调电阻R18的第三端与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与第六运算放大器U10的正相输入端连接，电阻R13的一端连接在第六运算放大器U10的反相输入端，电阻R13的另一端连接在第六运算放大器U10的输出端，电阻R17的一端与第六运算放大器U10的输出端连接，电阻R17的另一端接温度补偿信号VC端。
三、验证
本发明的方法使用Multisim对电路进行仿真验证，通过查找芯片参数，霍尔元件的温度漂移系数为α＝-600*10-6/℃，VH0＝2.5V，比例系数假设K1＝2；在此情况下，当环境温度为25℃的条件下，电路的最终信号输出应该为5V。当改变环境温度时，霍尔电势VH因受温度漂移的影响，会发生变化，霍尔电势随温度变化的趋势如图5所示；但VH通过本发明设计的温度漂移补偿方法反馈调试后，电路最终信号输出依然是5V，电路最终信号输出V0随环境温度变化的趋势如图6所示，可以看到随着温度的变化，电路的最终输出信号V0平坦没有显著的变化。通过理论计算及仿真分析表明，本发明所提出的补偿方法可以在不引入二次项ΔT2相关的误差的前提下，消除半导体霍尔元件因温度变化而产生的温度漂移。在温度变化显著的高精度测量场合具有极大优越性及广泛的使用价值。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用温度传感器检测环境温度变化，通过对应关系计算出霍尔电压变化需要的补偿量；
设使用的温度传感器输出灵敏度为ST，零补偿点是环境温度T0＝25℃时；当环境温度T相对于T0变化ΔT时，温度信号VT输出的补偿量为：
VT＝ST(T-T0)＝STΔT (1)
设在T0＝25℃时，霍尔元件的输出电压为VH0，灵敏度的温度系数为α，则霍尔元件输出信号VH表示为：
VH＝(1+αΔT)VH0 (2)
S2、在补偿电路中引入闭环反馈温度补偿环节进行温度信号补偿；
所述的闭环反馈温度补偿环节的传递函数为：
其中，K1为变霍尔元件输出信号VH的放大倍数，K2为反馈比例系数，V0为补偿电路最终输出信号；
通过观察(3)式，可知引入闭环反馈温度补偿环节后，反馈比例系数K2只需要满足：
通过调节补偿电路中的反馈比例系数K2，使得霍尔元件输出信号的温度漂移得到完全补偿；
所述的调节补偿电路包括：加法合成电路、温度转换电路、乘法比例电路；所述的加法合成电路用于将霍尔元件输出信号VH按比例进行放大，然后与温度补偿信号VC进行加法运算，最后进行反向比例放大运算输出补偿电路最终输出信号VO；所述的温度转换电路用于将温度传感器芯片测量的信号转换为电压信号VT；所述的乘法比例电路用于产生温度补偿信号VC。
2.根据权利要求1所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的加法合成电路包括：电阻R23、电阻R24、电阻R27、电阻R28、电阻R35、电阻R36、可调电阻R26，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2；所述的电阻R27的一端作为霍尔元件输出信号VH端，电阻R27的另一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，第一运算放大器U1的正相输入端与电阻R35的一端连接，电阻R35的另一端接地；电阻R23的一端与第一运算放大器U1的反相输入端连接，电阻R23的另一端与可调电阻R26的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R26的第二端与第一运算放大器U1的输出端连接；电阻R28的一端与第一运算放大器U1的输出端连接，电阻R28的另一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，第二运算放大器U2的正相输入端与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端接地；电阻R24的一端与第二运算放大器U2的反相输入端连接，电阻R24的另一端与第二运算放大器U2的输出端连接；第二运算放大器U2的反相输入端作为温度补偿信号VC端，第二运算放大器U2的输出端作为加法合成电路最终输出信号VO端。
3.根据权利要求2所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的温度转换电路包括：电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、可调电阻R4、电阻R5、电阻R6，电容C3，基准电压源U3、温度传感器芯片U4、零漂移放大器U5；所述的基准电压源U3的2#引脚接VCC+电源，基准电压源U3的4#引脚接地，基准电压源U3的6#引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与可调电阻R4的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R4的第二端与零漂移放大器U5的反相输入端连接；所述的温度传感器芯片U4的负极接VCC-电源，温度传感器芯片U4的正极与零漂移放大器U5的反相输入端连接；电阻R1的一端与零漂移放大器U5的反相输入端连接，电阻R1的另一端与可调电阻R2的第一端和第三端连接在一起，可调电阻R2的第二端与零漂移放大器U5的输出端连接，电阻R6的一端与零漂移放大器U5的正相输入端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R5的一端与零漂移放大器U5的输出端连接，电阻R5的另一端与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R5与电容C3的连接公共点作为温度转换电路的输出VT端。
4.根据权利要求3所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的乘法比例电路包括：电阻R8、电阻R9、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R16、电阻R17、可调电阻R18、电阻R19、电阻R21，第三运算放大器U6、第四运算放大器U7、乘法器U8、第五运算放大器U9、第六运算放大器U10；电阻R9的一端与第三运算放大器U6的反相输入端连接，电阻R9的另一端与第三运算放大器U6的输出端连接，第三运算放大器U6的正相输入端与温度转换电路的输出VT端连接，第三运算放大器U6的输出端与乘法器U8的X1引脚连接；电阻R21的一端与第四运算放大器U7的反相输入端连接，电阻R21的另一端与第四运算放大器U7的输出端连接，第四运算放大器U7的正相输入端与最终输出信号VO端连接，第四运算放大器U7的输出端与乘法器U8的Y1引脚连接；乘法器U8的X2、Y2引脚连接在一起后再接地，乘法器U8的Z引脚接地，乘法器U8的W引脚与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与第五运算放大器U9的反相输入端连接，第五运算放大器U9的正相输入端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端接地；电阻R8的一端与第五运算放大器U9的反相输入端连接，电阻R8的另一端与第五运算放大器U9的输出端连接，电阻R12的一端与第五运算放大器U9的输出端连接，电阻R12的另一端与可调电阻R18的第一端连接，可调电阻R18的第二端接地，可调电阻R18的第三端与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端与第六运算放大器U10的正相输入端连接，电阻R13的一端连接在第六运算放大器U10的反相输入端，电阻R13的另一端连接在第六运算放大器U10的输出端，电阻R17的一端与第六运算放大器U10的输出端连接，电阻R17的另一端接温度补偿信号VC端。
5.根据权利要求4所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的调节补偿电路中的反馈比例系数K2的方法如下：通过调节可调电阻R18进行分压，从而实现对反馈比例系数K2的调节，设β＝R18/(R18+R12)，则反馈比例系数K2的调节范围区间为(0～0.1β)。
6.根据权利要求3所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的基准电压源U3的型号为ADR4525。
7.根据权利要求3所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的温度传感器芯片U4的型号为AD592。
8.根据权利要求3所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的零漂移放大器U5的型号为ADA4638。
9.根据权利要求4所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U6、第四运算放大器U7、第五运算放大器U9、第六运算放大器U10的型号均为OP2177。
10.根据权利要求4所述的点阵式霍尔大电流传感器温度漂移补偿方法，其特征在于，所述的乘法器U8的型号为AD633。
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|---|---|---|---|---|
| EP0129817A1 (de) * | 1983-06-25 | 1985-01-02 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Schaltung mit Hall-Generator |
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| CN111650429A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-09-11 | 珠海多创科技有限公司 | 磁传感芯片、温度补偿电流传感器及其制备方法 |
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Patent Citations (3)
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| Title |
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