CN220894339U - 一种小型化电流型输出霍尔电路及电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种小型化电流型输出霍尔电路及电路板，包括多个通道，每个通道都有独立完整的霍尔传感器电路，各个通道之间电气隔离，每个通道分别包括：依次电性连接的磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路；磁感应芯片用于检测被测齿轮转动速度；滤波电路用以滤除传导干扰、辐射干扰等来自外界的电磁干扰；稳压电路给所述磁感应芯片提供稳定的电压；电源防护电路用以防护浪涌、快速脉冲群、静电带来的干扰。本实用新型将电路板设计为圆形，减小了电路面积，采用电气隔离的双通道设计，设计滤波电路、稳压电路和电源防护电路，输出信号稳定，降低了因信号输出不连续而造成的车辆测速误差，保证了车辆和信号系统运行稳定性和安全性。

Description

一种小型化电流型输出霍尔电路及电路板

技术领域

本实用新型涉及霍尔电路设计技术领域，具体而言，涉及一种小型化电流型输出霍尔电路及电路板。

背景技术

轮轴式霍尔传感器安装在轨道交通的列车车轮上，用于测量车轮转动的速度、方向、距离等运动参数。

轮轴式霍尔传感器非接触地安装在测速齿轮的侧面，霍尔测试面与测速齿轮的外边缘之间设置有间隙。车辆运行时测速齿轮旋转，霍尔传感器内部的霍尔芯片磁性元件的磁力线切割测速齿轮侧面的齿顶和齿根，输出与齿轮齿数一致的脉冲信号，用于计算车轮转速。

霍尔传感器电路由磁感应芯片、驱动器、滤波器件、防护器件等组成，由于电源电路存在一些不稳定因素，设计用来防止此类不稳定因素的电路回路称作保护电路，如过流保护、过压保护等。电路保护主要是保护电子电路中的元器件在受到过压、过流、浪涌、电磁干扰等情况下不受损坏。限流限压保护电路对集成电路的可靠性和使用寿命具有至关重要的作用。目前在霍尔脉冲产生电路的保护上，大部分为采用简单的电阻限流的方式，对过电压和电压过冲不能起到保护作用，实际应用中往往会由于电源电压不稳定造成过压从而对集成电路造成损坏，降低了测量可靠性，影响了车辆运行的稳定性和安全性。

并且，现有的霍尔传感器电路通常路形状为长方形，例如：尺寸55mmx13mm，面积约为715mm²。方形电路板占用空间较大，给系统设计带来一定压力。

因此，当前亟需克服上述现有的霍尔速度传感器存在的测量可靠性低、车辆运行稳定性和安全性差等缺陷，以满足车轴检测的系统性需求。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的是设计一种小型化电流型输出霍尔电路用于机车转速监测系统，解决现有的霍尔速度传感器由于霍尔电路不稳定造成的测量可靠性低、车辆运行稳定性和安全性差等缺陷，提高转动速度测量的可靠性。

本实用新型提供一种小型化电流型输出霍尔电路，包括多个通道，每个通道都有独立完整的霍尔传感器电路，各个通道之间电气隔离，每个通道分别包括：磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路；所述磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路之间依次电性连接；

所述磁感应芯片用于检测被测齿轮转动速度；

所述滤波电路用以滤除传导干扰、辐射干扰等来自外界的电磁干扰；

所述稳压电路用以给所述磁感应芯片提供稳定的电压；

所述电源防护电路用以防护浪涌、快速脉冲群、静电带来的干扰。

进一步地，所述滤波电路包括：电阻R1、电阻R2、电容C2、磁珠FB1、FB3，所述电阻R1与电阻R2并联连接之后与所述电容C2串联连接；所述磁珠FB1串联连接在电阻R1与电阻R2并联电路的前端，所述磁珠FB3串联连接在所述电容C2的后端。

磁珠滤波电路利用磁珠的特殊性质来过滤掉电路中的高频噪声和杂波信号。磁珠是一种电性较差的材料，它对高频信号的传输具有较强的阻抗，因此可以用来制作电子滤波电路。当信号通过磁珠时，高频成分被阻断，只有低频成分能够通过，因此，磁珠滤波电路可以有效地过滤掉高频噪声和杂波信号，提高电路的信噪比和性能。

进一步地，所述稳压电路包括：共模线圈L1、电容C4、电容C3、稳压管D3、电阻R3、电阻R4、电阻R5，所述共模线圈L1与所述稳压管D3串联连接，所述电容C4与所述电容C3并联连接在所述稳压管D3的后端；所述电阻R3与所述电阻R4串联连接之后与所述电阻R5并联连接。

进一步地，所述电源防护电路包括：TVS管D2、二极管D1、电容C1、磁珠FB2、三级管M1，所述TVS管D2与所述二极管D1串联连接；所述电容C1与所述二极管D1并联连接，所述磁珠FB2串联连接在电容C1与二极管D1并联电路的前端，所述三级管M1的集电极与所述二极管D1的正极连接。

进一步地，所述通道的数量为双通道，输出的方波脉冲信号占空比为50％、相位差为90°、120°或60°。

本实用新型还提供一种小型化电流型输出霍尔电路的电路板，根据如上述所述的小型化电流型输出霍尔电路制作，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板包括：感应面，电源防护面，其中，所述感应面上设置所述磁感应芯片、滤波电路、稳压电路；所述电源防护面上设置所述电源防护电路。

进一步地，所述感应面设置在所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的A面，所述电源防护面设置在所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的B面。

进一步地，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的形状为圆形。

进一步地，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的直径尺寸为φ11—13mm，优选φ12mm，面积为452mm²，比现有产品的电路面积减小三分之一以上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型小型化电流型输出霍尔电路将电路板形状设计为圆形，比现有产品的电路面积减小三分之一以上，设计双通道的霍尔传感器电路，通道之间电气隔离，通过滤波电路、稳压电路和电源防护电路设计，输出稳定的方波脉冲信号，降低了因信号输出不连续而造成的车辆测速误差，保证了车辆和信号系统运行稳定性和安全性，提高了霍尔速度传感器的测量可靠性，满足了车轴检测系统需求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为本实用新型实施例小型化电流型输出霍尔电路的电路板A面的结构示意图；

图2为本实用新型实施例小型化电流型输出霍尔电路的电路板B面的结构示意图；

图3为本实用新型实施例小型化电流型输出霍尔电路的电路原理框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

本实用新型实施例提供一种小型化电流型输出霍尔电路，包括两个通道，每个通道都有独立完整的霍尔传感器电路，两个通道之间电气隔离，每个通道分别包括：磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路；所述磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路之间依次电性连接；

所述磁感应芯片用于检测被测齿轮转动速度；

所述滤波电路用以滤除传导干扰、辐射干扰等来自外界的电磁干扰；

所述稳压电路用以给所述磁感应芯片提供稳定的电压；

所述电源防护电路用以防护浪涌、快速脉冲群、静电带来的干扰。

所述滤波电路包括：电阻R1、电阻R2、电容C2、磁珠FB1、FB3，所述电阻R1与电阻R2并联连接之后与所述电容C2串联连接；所述磁珠FB1串联连接在电阻R1与电阻R2并联电路的前端，所述磁珠FB3串联连接在所述电容C2的后端。

磁珠滤波电路利用磁珠的特殊性质来过滤掉电路中的高频噪声和杂波信号。磁珠是一种电性较差的材料，它对高频信号的传输具有较强的阻抗，因此可以用来制作电子滤波电路。当信号通过磁珠时，高频成分被阻断，只有低频成分能够通过，因此，磁珠滤波电路可以有效地过滤掉高频噪声和杂波信号，提高电路的信噪比和性能。

所述稳压电路包括：共模线圈L1、电容C4、电容C3、稳压管D3、电阻R3、电阻R4、电阻R5，所述共模线圈L1与所述稳压管D3串联连接，所述电容C4与所述电容C3并联连接在所述稳压管D3的后端；所述电阻R3与所述电阻R4串联连接之后与所述电阻R5并联连接。

所述电源防护电路包括：TVS管D2、二极管D1、电容C1、磁珠FB2、三级管M1，所述TVS管D2与所述二极管D1串联连接；所述电容C1与所述二极管D1并联连接，所述磁珠FB2串联连接在电容C1与二极管D1并联电路的前端，所述三级管M1的集电极与所述二极管D1的正极连接。

本实施例中，双通道输出的方波脉冲信号占空比为50％、相位差为90°。

参见图3所示为本实用新型实施例的电路原理框图。

本实用新型实施例还提供一种小型化电流型输出霍尔电路的电路板，根据如上述所述的小型化电流型输出霍尔电路制作，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板包括：感应面，电源防护面，其中，所述感应面上设置所述磁感应芯片、滤波电路、稳压电路；所述电源防护面上设置所述电源防护电路。

参见图1、2所示，所述感应面设置在所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的A面，所述电源防护面设置在所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的B面。

所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的形状为圆形。

本实施例中，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的直径尺寸为φ12mm，面积为452mm²，比现有的产品电路面积减小三分之一以上。

本实用新型实施例的小型化电流型输出霍尔电路将电路板形状设计为圆形，比现有产品的电路面积减小三分之一以上，设计双通道的霍尔传感器电路，通道之间电气隔离，通过滤波电路、稳压电路和电源防护电路设计，输出稳定的方波脉冲信号，降低了因信号输出不连续而造成的车辆测速误差，保证了车辆和信号系统运行稳定性和安全性，提高了霍尔速度传感器的测量可靠性，满足了车轴检测系统需求。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、同替换、改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种小型化电流型输出霍尔电路，其特征在于，包括多个通道，每个通道都有独立完整的霍尔传感器电路，各个通道之间电气隔离，每个通道分别包括：磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路；所述磁感应芯片、滤波电路、稳压电路、电源防护电路之间依次电性连接；

所述磁感应芯片用于检测被测齿轮转动速度；

所述滤波电路用以滤除传导干扰、辐射干扰来自外界的电磁干扰；

所述稳压电路用以给所述磁感应芯片提供稳定的电压；

所述电源防护电路用以防护浪涌、快速脉冲群、静电带来的干扰。

2.根据权利要求1所述的小型化电流型输出霍尔电路，其特征在于，所述滤波电路包括：电阻R1、电阻R2、电容C2、磁珠FB1、FB3，所述电阻R1与电阻R2并联连接之后与所述电容C2串联连接；所述磁珠FB1串联连接在电阻R1与电阻R2并联电路的前端，所述磁珠FB3串联连接在所述电容C2的后端。

3.根据权利要求1所述的小型化电流型输出霍尔电路，其特征在于，所述稳压电路包括：共模线圈L1、电容C4、电容C3、稳压管D3、电阻R3、电阻R4、电阻R5，所述共模线圈L1与所述稳压管D3串联连接，所述电容C4与所述电容C3并联连接在所述稳压管D3的后端；所述电阻R3与所述电阻R4串联连接之后与所述电阻R5并联连接。

4.根据权利要求1所述的小型化电流型输出霍尔电路，其特征在于，所述电源防护电路包括：TVS管D2、二极管D1、电容C1、磁珠FB2、三级管M1，所述TVS管D2与所述二极管D1串联连接；所述电容C1与所述二极管D1并联连接，所述磁珠FB2串联连接在电容C1与二极管D1并联电路的前端，所述三级管M1的集电极与所述二极管D1的正极连接。

5.根据权利要求1所述的小型化电流型输出霍尔电路，其特征在于，所述通道的数量为双通道，输出的方波脉冲信号占空比为50％、相位差为90°、120°或60°。

6.一种小型化电流型输出霍尔电路的电路板，其特征在于，根据如权利要求1-5任一项所述的小型化电流型输出霍尔电路制作，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板包括：感应面，电源防护面，其中，所述感应面上设置所述磁感应芯片、滤波电路、稳压电路；所述电源防护面上设置所述电源防护电路。

7.根据权利要求6所述的小型化电流型输出霍尔电路的电路板，其特征在于，所述感应面设置在所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的A面，所述电源防护面设置在所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的B面。

8.根据权利要求6所述的小型化电流型输出霍尔电路的电路板，其特征在于，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的形状为圆形。

9.根据权利要求8所述的小型化电流型输出霍尔电路的电路板，其特征在于，所述小型化电流型输出霍尔电路的电路板的直径尺寸为φ11--13mm。