CN117519404B - 一种调节霍尔元件输出增益的方法和电路拓扑 - Google Patents
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Abstract
本发明属于霍尔元件技术领域，具体涉及一种调节霍尔元件输出增益的方法和电路拓扑，包括：设置霍尔元件的固定基准电压，根据所述固定基准电压确定霍尔元件当前输出电压增益，根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益。其有益效果为：本发明通过调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益，这样就不必调节驱动电路的基准电压，避免了影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性。
Description
技术领域
本发明属于霍尔元件技术领域，具体涉及一种调节霍尔元件输出增益的方法和电路拓扑。
背景技术
传统的线性霍尔传感器通过调节电位器改变基准电压，进而改变霍尔传感器的驱动电流，从而调节霍尔传感器的增益，并且使霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件本身的温度漂移形成补偿来解决霍尔传感器的温度漂移问题。
但电位器成本较高且霍尔元件温度漂移不确定导致通过驱动电流的温度漂移无法准确补偿霍尔元件本身的温度漂移，而且调节基准电压时会影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调节霍尔元件输出增益的方法和电路拓扑，以解决当前技术中通过电位器调节基准电压改变霍尔传感器的增益时会影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性的问题。
为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种调节霍尔元件输出增益的方法，包括：
设置霍尔元件的固定基准电压，根据所述固定基准电压确定霍尔元件当前输出电压增益；
根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益。
其有益效果为：本发明通过调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益，这样就不必使用电位器调节驱动电路的基准电压，避免了影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性；同时本发明还解决了电位器成本较高的问题。
优选地，所述驱动电路中设置有阻值已知的固定电阻R4，所述根据所述固定基准电压确定霍尔元件当前输出电压增益，包括：
基于所述固定基准电压和驱动电路中固定电阻R4，确定霍尔元件当前输出电压增益。
其有益效果为：本发明基于基准电压Vref和驱动电路中阻值已知的固定电阻R4得到当前输出电压增益，在此基础上，再结合霍尔元件的输入电压和需要设置的输出电压增益来计算驱动电路中的电阻，这种计算方法的计算过程更简单。
优选地，在确定需要设置的输出电压增益时，所述方法还包括：
计算霍尔元件驱动电路的电阻，以计算出需要增加的与驱动电路中已知阻值的固定电阻R4并联的电阻R5的值。
其有益效果为：电路中预先设计的已知阻值的固定电阻R4既可起到保护电路的作用，又可方便后续根据计算的阻值改变电路电阻——改变电路电阻时，在电路中增添电阻支路即可。
优选地，所述方法还包括：根据计算出的电阻R5的值，在驱动电路中与固定电阻R4并联的位置补焊电阻R5。
其有益效果为：通过补焊工艺增加电阻R5，可使整个电路系统更稳固，且可精确控制电阻R5的精度，以保证输出电压增益的精度。
优选地，所述固定电阻R4和所述电阻R5均为低温漂电阻。
其有益效果为：本发明采用的低温漂电阻在温度变化时，阻值大小只有很小的改变，可以不用考虑电阻的温漂对系统霍尔器件增益的影响。
本发明的第二方面提供了一种调节霍尔元件输出增益的电路拓扑，包括霍尔元件的驱动电路，所述驱动电路包括为霍尔元件提供基准电压基准电路，基准电路的正极连接有霍尔元件三极管Q的发射极，三极管Q的控制极基准电路的负极相连，三极管Q的集电极连接霍尔元件，所述基准电路与三极管之间还连接有可调节阻值的电阻。
其有益效果为：本发明给出了的拓扑电路可以通过调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益的，这样就不必调节驱动电路的基准电压，避免了影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性。
优选地，还包括与输出端相连的用于测量输出电压VO的电压传感器。
其有益效果为：本发明的电路拓扑在输出端连接电压传感器，可以快速测量输出电压VO。
优选地，所述电压传感器还连接上位机，电压传感器将输出电压VO传输至所述上位机，所述上位机根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，计算霍尔元件驱动电路的电阻。
其有益效果为：本发明通过上位机准确、快速的计算出驱动电路的电阻。
优选地，所述可调节阻值的电阻包括阻值已知的固定电阻R4和与固定电阻R4并联的待补焊电阻R5。
优选地，所述补焊电阻R5由所述上位机控制的焊接装置进行补焊电阻R5的焊接。
其有益效果为：本发明通过上位机控制进行补焊电阻R5焊接，可以保证电阻的焊接精度和效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中调节霍尔元件输出增益的方法流程图；
图2为本发明实施例的电路拓扑图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
现有技术中通过调节电位器改变基准电压，进而改变霍尔传感器的驱动电流，从而调节霍尔传感器的增益，但电位器成本较高且霍尔元件温度漂移不确定导致通过驱动电流的温度漂移无法准确补偿霍尔元件本身的温度漂移，而且调节基准电压时会影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性，为此本发明提出了一种调节霍尔元件输出增益的方法，该方法应用于调节霍尔元件输出增益的电路拓扑，参照图1所示，调节霍尔元件输出增益的方法包括：
步骤S10：设置霍尔元件的固定基准电压Vref，根据所述固定基准电压确定所述霍尔元件当前输出电压增益；
在本申请的实施例中，可以通过稳压二极管或者稳压二极管与电阻的组合来设置霍尔元件的固定基准电压。霍尔元件的固定基准电压通常指的是在霍尔元件工作时所需的电压。霍尔元件是一种传感器，通过霍尔效应来测量磁场，可以用于测量电流、检测位置、速度和接近开关等应用中。
步骤S20：根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益。
本发明通过调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益，采用该方式可以不使用电位器调节驱动电路的基准电压，避免了影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性，同时本发明还解决了电位器成本较高的问题。
如果直接基于驱动电路的基准电压和其他电路元件的电学以及需要设置的输出电压增益来计算在计算驱动电路电阻，由于该电路较复杂，导致其计算过程将十分繁琐，为解决这一问题，本发明还提出了如下设置：
进一步地，所述驱动电路中设置有阻值已知的固定电阻R4，所述根据所述固定基准电压确定霍尔元件当前输出电压增益，包括：
基于所述固定基准电压和驱动电路中固定电阻R4，确定霍尔元件当前输出电压增益。
本发明基于基准电压Vref和驱动电路中阻值已知的固定电阻R4得到当前输出电压增益，在此基础上，再结合霍尔元件的输入电压和需要设置的输出电压增益来计算驱动电路中的电阻，这种计算方法的计算过程更简单。
在实际应用场景下，可能需要考虑电路的安全性，而且在增加电阻时，往往不希望改变原有电路的主体结构，基于此，本发明中还有如下设置：
进一步地，在确定需要设置的输出电压增益时，所述方法还包括：
计算霍尔元件驱动电路的电阻，以计算出需要增加的与驱动电路中已知阻值的固定电阻R4并联的电阻R5的值。
电路中预先设计的已知阻值的固定电阻R4既可起到保护电路的作用，又可方便后续根据计算的阻值改变电路电阻——改变电路电阻时，在电路中增添电阻支路即可。
在实际应用场景下，往往需要电路结构比较稳固，因此，本发明的方法还包括如下：
具体而言，根据计算出的电阻R5的值，在驱动电路中与固定电阻R4并联的位置补焊电阻R5。
通过补焊工艺增加电阻R5，可使整个电路系统更稳固，且可精确控制电阻R5的精度，以保证输出电压增益的精度。
为了避免电阻本身的温漂对传感器的影响，本发明还包括如下设置：
具体而言，所述固定电阻R4和所述电阻R5均为低温漂电阻。
本发明采用的低温漂电阻在温度变化时，由于阻值大小只有很小的改变，因此可以不考虑电阻的温漂对系统霍尔器件增益的影响。
为了以解决当前技术中通过电位器调节基准电压改变霍尔传感器的增益时会影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性的问题，本发明还提出了：
一种调节霍尔元件输出增益的电路拓扑，参见图2所示，包括霍尔元件的驱动电路，所述驱动电路包括为霍尔元件提供基准电压基准电路，基准电路的正极连接有霍尔元件三极管Q的发射极，三极管Q的控制极基准电路的负极相连，三极管Q的集电极连接霍尔元件，所述基准电路与三极管之间还连接有可调节阻值的电阻。
本发明实施例示出的拓扑电路可以通过调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益的，这样就不必调节驱动电路的基准电压，避免了影响霍尔驱动电流温度漂移与霍尔元件温度漂移的一致性。
为了快速测量出输出电压VO，本发明还有如下设置：
具体而言，还包括与输出端相连的用于测量输出电压VO的电压传感器。
本发明的电路拓扑在输出端连接电压传感器，可以快速测量输出电压VO。
为了提高计算霍尔元件驱动电路的电阻的计算效率，本发明还有如下设置：
具体而言，所述电压传感器还连接上位机，电压传感器将输出电压VO传输至所述上位机，所述上位机根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，计算霍尔元件驱动电路的电阻。
本发明通过上位机准确、快速的计算出驱动电路的电阻。
为了能够不改变驱动电路原有的主体结构，本发明还包括以下设置：
具体而言，可调节阻值的电阻包括阻值已知的固定电阻R4和与固定电阻R4并联的待补焊电阻R5。
电路中预先设计的已知阻值的固定电阻R4既可起到保护电路的作用，又可方便后续根据计算的阻值改变电路电阻——改变电路电阻时，在电路中增添电阻支路即可。
为了能够使得电路整体更稳固紧凑，本发明还包括如下设置：
进一步地，所述补焊电阻R5由所述上位机控制的焊接装置进行补焊电阻R5的焊接。
本发明通过上位机控制进行补焊电阻R5焊接，可以保证电阻的焊接精度和效率。
另外，其中固定电阻R4和所述电阻R5可以优先选择低温漂电阻。
需要说明的是，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种调节霍尔元件输出增益的方法，其特征在于，包括：
设置霍尔元件的固定基准电压，根据所述固定基准电压确定霍尔元件当前输出电压增益；
根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，调节霍尔元件驱动电路的电阻改变驱动电流，以调节输出电压增益；
所述驱动电路中设置有阻值已知的固定电阻R4，所述根据所述固定基准电压确定霍尔元件当前输出电压增益，包括：
基于所述固定基准电压和驱动电路中固定电阻R4，确定霍尔元件当前输出电压增益；
在确定需要设置的输出电压增益时，所述方法还包括：
计算霍尔元件驱动电路的电阻，以计算出需要增加的与驱动电路中已知阻值的固定电阻R4并联的电阻R5的值；
根据计算出的电阻R5的值，在驱动电路中与固定电阻R4并联的位置补焊电阻R5。
2.根据权利要求1所述的调节霍尔元件输出增益的方法，其特征在于，所述固定电阻R4和所述电阻R5均为低温漂电阻。
3.一种调节霍尔元件输出增益的电路拓扑，其特征在于，包括霍尔元件的驱动电路，所述驱动电路包括为霍尔元件提供基准电压基准电路，基准电路的正极连接有霍尔元件三极管Q的发射极，三极管Q的控制极基准电路的负极相连，三极管Q的集电极连接霍尔元件，所述基准电路与三极管之间还连接有可调节阻值的电阻；
其中，所述电路拓扑还包括与输出端相连的用于测量输出电压VO的电压传感器，所述电压传感器还连接上位机，电压传感器将输出电压VO传输至所述上位机，所述上位机根据霍尔元件当前输出电压增益、输入电压和需要设置的输出电压增益，计算霍尔元件驱动电路的电阻，所述可调节阻值的电阻包括阻值已知的固定电阻R4和与固定电阻R4并联的待补焊电阻R5，所述补焊电阻R5由上位机控制的焊接装置进行补焊电阻R5的焊接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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