DE202016104182U1 - Electronic device and magnetic sensor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Magnetsensor-Integrierte Schaltung (200), umfassend eine Hülle (220), ein Halbleitersubstrat, welches in der Hülle (220) installiert ist, und einen ersten bis dritten Anschluss (221, 222, 223), welche sich aus der Hülle (220) erstrecken, wobei das Halbleitersubstrat versehen ist mit: einem Gleichrichter, umfassend eine erste Ausgangsklemme (O1), eine zweite Ausgangsklemme (O2) und zwei Eingangsklemmen (I1, I2), jeweils verbunden mit dem ersten Anschluss (221) und dem zweiten Anschluss (222), wobei in einem Fall, dass der erste Anschluss (221) und der zweite Anschluss (222) positiv oder negativ an eine externe Stromversorgung angeschlossen sind, eine Spannungsausgabe der ersten Ausgangsklemme (O1) des Gleichrichters höher ist als die Spannungsausgabe der zweiten Ausgangsklemme (O2) des Gleichrichters; und einem Positionssensor (210), der dazu ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erfassen, wobei der Positionssensor (210) mit der ersten Ausgangsklemme (O1) und der zweiten Ausgangsklemme (O2) des Gleichrichters verbunden ist, und wobei ein Magnetfeldsignal, welches durch den Positionssensor (210) erfasst wird, über den dritten Anschluss (223) ausgegeben wird.A magnetic sensor integrated circuit (200) comprising a sheath (220), a semiconductor substrate installed in the sheath (220), and first to third terminals (221, 222, 223) extending from the sheath (220). wherein the semiconductor substrate is provided with: a rectifier comprising a first output terminal (O1), a second output terminal (O2) and two input terminals (I1, I2) respectively connected to the first terminal (221) and the second terminal (222 ), wherein, in a case that the first terminal (221) and the second terminal (222) are positively or negatively connected to an external power supply, a voltage output of the first output terminal (O1) of the rectifier is higher than the voltage output of the second output terminal ( O2) of the rectifier; and a position sensor (210) adapted to detect a magnetic field, wherein the position sensor (210) is connected to the first output terminal (O1) and the second output terminal (O2) of the rectifier, and wherein a magnetic field signal transmitted through the Position sensor (210) is detected, via the third terminal (223) is output.
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet von Positionssensoren. The present invention relates to the technical field of position sensors.
Hintergrund background
Ein Positionssensor, wie beispielsweise ein Hallsensor, ist ein übliches elektronisches Bauteil, welches in Elektronikvorrichtungen wie beispielsweise einem elektrischen Fahrzeug, einem Kühlerlüfter, einem Mobiltelefon und einem Motor weit verbreitet ist. Der Positionssensor hat normalerweise eine mit einer Anode einer externen Gleichstromversorgung verbundene Stromversorgungsquelle und eine mit einer Kathode der Gleichstromversorgung verbundene Erdungsklemme. Falls der Positionssensor aufgrund von Unachtsamkeit des Bedienpersonals umgekehrt installiert wird, wenn das Gerät hergestellt wird, wird die Stromversorgungsklemme des Positionssensors mit der Kathode der Stromversorgung verbunden und die Erdungsklemme des Positionssensors mit der Anode der Stromversorgung verbunden, und der Positionssensor wird durchbrennen oder sogar das ganze Gerät wird beschädigt. A position sensor such as a Hall sensor is a common electronic component widely used in electronic devices such as an electric vehicle, a radiator fan, a mobile phone and a motor. The position sensor normally has a power source connected to an anode of an external DC power supply and a ground terminal connected to a cathode of the DC power supply. If the position sensor is reversely installed due to carelessness of the operator when the device is manufactured, the position sensor power supply terminal is connected to the cathode of the power supply and the position sensor ground terminal is connected to the anode of the power supply and the position sensor will burn out or even the whole Device is damaged.
Darstellung presentation
Eine Magnetsensor-integrierte-Schaltung wird gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung vorgesehen. Die Magnetsensor-integrierte-Schaltung weist eine Hülle, ein in der Hülle installiertes Halbleitersubstrat und einen ersten bis dritten aus der Hülle sich erstreckenden Anschluss auf. Das Halbleitersubstrat ist versehen mit:
einem Gleichrichter, umfassend eine erste Ausgangsklemme, eine zweite Ausgangsklemme und zwei Eingangsklemmen, jeweils verbunden mit dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss, wobei für den Fall, dass der erste Anschluss und der zweite Anschluss positiv oder negativ mit einer externen Stromversorgung verbunden sind, eine Ausgangsspannung der ersten Ausgangsklemme des Gleichrichters höher ist als die Ausgangsspannung der zweiten Ausgangsklemme des Gleichrichters; und
einem Positionssensor, der zur Erfassung eines Magnetfelds ausgebildet ist, wobei der Positionssensor mit der ersten Ausgangsklemme und der zweiten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden ist, und ein Magnetfeldsignal, das durch den Positionssensor erfasst wurde, über den dritten Anschluss ausgegeben wird. A magnetic sensor integrated circuit is provided according to the embodiments of the disclosure. The magnetic sensor integrated circuit has a shell, a semiconductor substrate installed in the shell, and a first to third terminal extending out of the shell. The semiconductor substrate is provided with:
a rectifier comprising a first output terminal, a second output terminal, and two input terminals respectively connected to the first terminal and the second terminal, wherein in the case where the first terminal and the second terminal are positively or negatively connected to an external power supply Output voltage of the first output terminal of the rectifier is higher than the output voltage of the second output terminal of the rectifier; and
a position sensor configured to detect a magnetic field, wherein the position sensor is connected to the first output terminal and the second output terminal of the rectifier, and a magnetic field signal detected by the position sensor is output via the third terminal.
Als eine bevorzugte Lösung weist der Positionssensor eine Stromversorgungsklemme, eine Erdungsklemme und eine Ausgangsklemme auf. Die Stromversorgungsklemme ist mit der ersten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden; die Erdungsklemme ist mit der zweiten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden; und die Ausgangsklemme des Positionssensors ist mit dem dritten Anschluss verbunden. As a preferred solution, the position sensor has a power supply terminal, a ground terminal and an output terminal. The power supply terminal is connected to the first output terminal of the rectifier; the ground terminal is connected to the second output terminal of the rectifier; and the output terminal of the position sensor is connected to the third terminal.
Als eine bevorzuge Lösung ist das Halbleitersubstrat des Weiteren mit einer Ausgabesteuerschaltung versehen, umfassend eine erste bis dritte Klemme, wobei die erste Klemme mit der ersten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden ist, wobei die zweite Klemme mit der Ausgangsklemme des Positionssensors verbunden ist, wobei die dritte Klemme mit dem dritten Anschluss verbunden ist, und wobei eine Signalausgabe des dritten Anschlusses der Ausgabesteuerschaltung basierend auf einer Magnetfeldsignalausgabe der Ausgangsklemme des Positionssensors bestimmt wird. As a preferred solution, the semiconductor substrate is further provided with an output control circuit comprising first to third terminals, the first terminal being connected to the first output terminal of the rectifier, the second terminal being connected to the output terminal of the position sensor, the third terminal is connected to the third terminal, and wherein a signal output of the third terminal of the output control circuit is determined based on a magnetic field signal output of the output terminal of the position sensor.
Als bevorzugte Lösung, gibt für den Fall, dass die Magnetfeldsignalausgabe der Ausgangsklemme des Positionssensors ein logisches Hoch ist, die dritte Klemme der Ausgabesteuerschaltung ein logisches Hoch aus; und für den Fall, dass die Magnetfeldsignalausgabe der Ausgangsklemme des Positionssensors ein logisches Tief ist, gibt die dritte Klemme der Ausgabesteuerschaltung ein logisches Tief aus. As a preferred solution, in the event that the magnetic field signal output of the output terminal of the position sensor is a logic high, the third terminal of the output control circuit outputs a logic high; and in the event that the magnetic field signal output of the output terminal of the position sensor is a logic low, the third terminal of the output control circuit outputs a logic low.
Als bevorzugte Lösung umfasst die Ausgabesteuerschaltung einen ersten Widerstand, eine NPN-Triode, einen zweiten Widerstand und eine Diode, wobei der zweite Widerstand und die Diode in Reihe zwischen der Ausgangsklemme des Positionssensors und dem dritten Anschluss verbunden sind, eine Kathode der Diode mit der Ausgangsklemme des Positionssensors verbunden ist, ein Ende des ersten Widerstands mit der ersten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden ist, und das andere Ende mit der Ausgangsklemme des Positionssensors verbunden ist, eine Basis der NPN-Triode mit der Ausgangsklemme des Positionssensors verbunden ist, ein Emitter der NPN-Triode mit einer Anode der Diode verbunden ist, und ein Kollektor der NPN-Triode mit der ersten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden ist. As a preferred solution, the output control circuit includes a first resistor, an NPN triode, a second resistor and a diode, the second resistor and the diode being connected in series between the output terminal of the position sensor and the third terminal, a cathode of the diode with the output terminal of the position sensor, one end of the first resistor is connected to the first output terminal of the rectifier, and the other end is connected to the output terminal of the position sensor, a base of the NPN triode is connected to the output terminal of the position sensor, an emitter of the NPN Triode is connected to an anode of the diode, and a collector of the NPN triode is connected to the first output terminal of the rectifier.
Als eine bevorzugte Lösung umfasst die Magnetsensor-integrierte-Schaltung einen Einzelnacktchip oder mehr als einen Nacktchip. As a preferred solution, the magnetic sensor integrated circuit includes a single-chip or more than one bare-chip.
Als eine bevorzugte Lösung ist der dritte Anschluss zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet. As a preferred solution, the third connection is arranged between the first connection and the second connection.
Als eine bevorzugte Lösung ist ein Abstand zwischen dem dritten Anschluss und dem ersten Anschluss der gleiche wie ein Abstand zwischen dem dritten Anschluss und dem zweiten Anschluss. As a preferred solution, a distance between the third terminal and the first terminal is the same as a distance between the third terminal and the second terminal.
Als eine bevorzugte Lösung ist der Positionssensor ein Hallsensor. Als eine bevorzugte Lösung ist ein Spannungsstabilisator zwischen der ersten Ausgangsklemme und der zweiten Ausgangsklemme des Gleichrichters vorgesehen. As a preferred solution, the position sensor is a Hall sensor. As a preferred solution a voltage stabilizer is provided between the first output terminal and the second output terminal of the rectifier.
Eine Elektronikvorrichtung ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, welches aufweist:
eine Gleichstromversorgung;
einen Gleichrichter, der durch die Gleichstromversorgung versorgt ist, und eine erste Ausgangsklemme und eine zweite Ausgangsklemme umfasst, wobei
eine Spannungsausgabe durch die erste Ausgangsklemme des Gleichrichters höher als die Spannungsausgabe der zweiten Ausgangsklemme des Gleichrichters ist; und
einen Positionssensor, der zum Erfassen eines Magnetfelds ausgebildet ist, und an die erste Ausgangsklemme und die zweite Ausgangsklemme des Gleichrichters gekoppelt ist. An electronic device is provided according to an embodiment of the invention, which comprises:
a DC power supply;
a rectifier powered by the DC power supply and having a first output terminal and a second output terminal, wherein
a voltage output by the first output terminal of the rectifier is higher than the voltage output of the second output terminal of the rectifier; and
a position sensor configured to detect a magnetic field and coupled to the first output terminal and the second output terminal of the rectifier.
Als eine bevorzugte Lösung sind der Gleichrichter und der Positionssensor in einer integrierten Schaltung integriert. As a preferred solution, the rectifier and the position sensor are integrated in an integrated circuit.
Als eine bevorzugte Lösung weist die integrierte Schaltung einen ersten bis dritten Anschluss auf, wobei der Gleichrichter eine erste bis vierte Diode umfasst, wobei eine Kathode der ersten Diode mit einer Anode der zweiten Diode und dem ersten Anschluss verbunden ist, eine Kathode der zweiten Diode mit einer Kathode der dritten Diode verbunden ist, eine Anode der dritten Diode mit einer Kathode der vierten Diode und dem zweiten Anschluss verbunden ist, eine Anode der vierten Diode mit einer Anode der ersten Diode verbunden ist, die Kathode der zweiten Diode als erste Ausgangsklemme des Gleichrichters dient und an den Positionssensor gekoppelt ist, wobei die Anode der vierten Diode als zweite Ausgangsklemme des Gleichrichters dient und mit dem Positionssensor gekoppelt ist, wobei das durch den Positionssensor erfasste Magnetfeldsignal durch den dritten Anschluss ausgegeben wird. As a preferred solution, the integrated circuit has a first to third terminal, wherein the rectifier comprises a first to fourth diode, wherein a cathode of the first diode is connected to an anode of the second diode and the first terminal, a cathode of the second diode a cathode of the third diode is connected, an anode of the third diode is connected to a cathode of the fourth diode and the second terminal, an anode of the fourth diode is connected to an anode of the first diode, the cathode of the second diode as the first output terminal of the rectifier is and is coupled to the position sensor, wherein the anode of the fourth diode serves as a second output terminal of the rectifier and is coupled to the position sensor, wherein the magnetic field signal detected by the position sensor is output by the third terminal.
Als eine bevorzugte Lösung weist der Gleichrichter eine erste und eine zweite mit der Gleichstromversorgung verbundene Eingangsklemme, eine erste und eine zweite Zener-Diode, und einen ersten und einen zweiten Widerstand auf, wobei eine Anode der ersten Zener-Diode mit einer Kathode der zweiten Zener-Diode und der zweiten Eingangsklemme verbunden ist, eine Anode der zweiten Zener-Diode mit der ersten Eingangsklemme über den ersten Widerstand verbunden ist, eine Kathode der ersten Zener-Diode mit der ersten Eingabeklemme über den zweiten Widerstand verbunden ist, die Kathode der ersten Zener-Diode mit der ersten Ausgangsklemme verbunden ist und die Anode der zweiten Zener-Diode mit der zweiten Ausgangsklemme verbunden ist. As a preferred solution, the rectifier includes first and second input terminals connected to the DC power supply, first and second Zener diodes, and first and second resistors, wherein an anode of the first Zener diode is connected to a cathode of the second Zener Diode and the second input terminal is connected, an anode of the second Zener diode is connected to the first input terminal via the first resistor, a cathode of the first Zener diode is connected to the first input terminal via the second resistor, the cathode of the first Zener Diode is connected to the first output terminal and the anode of the second Zener diode is connected to the second output terminal.
Als eine bevorzugte Lösung sind die erste Zener-Diode, die zweite Zener-Diode und der Positionssensor in einer integrierten Schaltung integriert, und der erste Widerstand und der zweite Widerstand sind außerhalb der integrierten Schaltung vorgesehen, wobei die integrierte Schaltung einen ersten bis vierten Anschluss umfasst, die Kathode der ersten Zener-Diode mit dem ersten Anschluss verbunden ist, die Anode der ersten Zener-Diode mit dem dritten Anschluss verbunden ist, die Anode der zweiten Zener-Diode mit dem zweiten Anschluss verbunden ist und das durch den Positionssensor erfasste Magnetfeldsignal durch den vierte Anschluss ausgegeben wird. As a preferred solution, the first Zener diode, the second Zener diode and the position sensor are integrated in an integrated circuit, and the first resistor and the second resistor are provided outside the integrated circuit, the integrated circuit comprising first to fourth terminals in that the anode of the first zener diode is connected to the third terminal, the anode of the second zener diode is connected to the second terminal, and the magnetic field signal detected by the position sensor passes through the fourth port is output.
Als eine bevorzugte Lösung umfasst die Elektronikvorrichtung des Weiteren eine gedruckte Leiterplatte. Auf der gedruckten Leiterplatte sind ein Stromversorgungspad, ein Erdungspad und ein Signalpad vorgesehen. Der erste Anschluss der Magnetsensor-integrierten-Schaltung ist mit dem Stromversorgungspad verbunden, der zweite Anschluss ist mit dem Erdungspad verbunden, und der dritte Anschluss ist mit dem Signalpad verbunden; oder der erste Anschluss der Magnetsensor-integrierte-Schaltung ist mit dem Erdungspad verbunden, der zweite Anschluss ist mit dem Stromversorgungspad verbunden, und der dritte Anschluss ist mit dem Signalpad verbunden. As a preferred solution, the electronic device further comprises a printed circuit board. On the printed circuit board, a power supply pad, a grounding pad and a signal pad are provided. The first terminal of the magnetic sensor integrated circuit is connected to the power supply pad, the second terminal is connected to the ground pad, and the third terminal is connected to the signal pad; or the first terminal of the magnetic sensor integrated circuit is connected to the ground pad, the second terminal is connected to the power supply pad, and the third terminal is connected to the signal pad.
Als eine bevorzugte Lösung ist das Signalpad zwischen dem Stromversorgungspad und dem Erdungspad angeordnet. As a preferred solution, the signal pad is disposed between the power supply pad and the ground pad.
Als eine bevorzugte Lösung ist ein Abstand zwischen dem Signalpad und dem Stromversorgungspad der gleiche wie ein Abstand zwischen dem Signalpad und dem Erdungspad. As a preferred solution, a distance between the signal pad and the power supply pad is the same as a distance between the signal pad and the ground pad.
Gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung ist zusätzlich zum Positionssensor auch der Gleichrichter in die Magnetsensor-integrierte-Schaltung integriert. Der Gleichrichter ist dazu ausgebildet, unabhängig davon gut zu funktionieren, ob die Magnetsensor-integrierte-Schaltung positiv oder negativ an die externe Stromversorgung angeschlossen ist. Die Produktionseffizienz kann durch die Magnetsensor-integrierte-Schaltung gemäß den Ausführungsformen dieser Offenbarung bei der Herstellung der Elektronikvorrichtung verbessert werden. According to the embodiments of the disclosure, in addition to the position sensor, the rectifier is also integrated with the magnetic sensor integrated circuit. The rectifier is designed to function well regardless of whether the magnetic sensor integrated circuit is connected positively or negatively to the external power supply. The production efficiency can be improved by the magnetic sensor integrated circuit according to the embodiments of this disclosure in the manufacture of the electronic device.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen Detailed description of the embodiments
Im Folgenden werden spezifische Ausführungsformen der Offenbarung in Verbindung mit den Zeichnungen im Detail beschrieben, so dass technische Lösungen und andere vorteilhafte Effekte der Offenbarung erkennbar sind. Es ist ersichtlich, dass die Zeichnungen nur zur Referenz und Anschauung vorgesehen sind, und nicht die Offenbarung beschränken. In den Zeichnungen gezeigte Größen sind nur zur klaren Beschreibung vorhanden und beschränken nicht einen verhältnismäßigen Zusammenhang. Hereinafter, specific embodiments of the disclosure will be described in detail in conjunction with the drawings, so that technical solutions and other advantageous effects of the disclosure can be seen. It should be understood that the drawings are for reference only and not for the purpose of limiting the disclosure. Sizes shown in the drawings are for clear description only and do not limit a relative context.
Drei Buchsen, welche eine Stromversorgungsbuchse
Es ist ersichtlich, dass in anderen Ausführungsformen die Magnetsensor-integrierte-Schaltung
Gemäß
Bei dieser Ausführungsform ist der Gleichrichter ein Vollbrückengleichrichter. Der Gleichrichter weist vier Dioden D2 bis D5 auf. Eine Kathode der Diode D2 ist mit einer Anode der Diode D3 verbunden, eine Kathode der Diode D3 ist mit einer Kathode der Diode D4 verbunden, eine Anode der Diode D4 ist mit einer Kathode der Diode D5 verbunden, und eine Anode der Diode D5 ist mit einer Anode der Diode D2 verbunden. Die Kathode der Diode D2, welche eine erste Eingangsklemme I1 des Gleichrichters ist, ist mit dem ersten Anschluss
Vorzugsweise ist der Positionssensor
Bei einer anderen Ausführungsform, wenn das durch den Positionssensor
Die Ausgabesteuerschaltung
Bei dieser Ausführungsform weist die Ausgabesteuerschaltung
Das Prinzip, dass die Magnetsensor-integrierte-Schaltung gut funktioniert, unabhängig davon, positiv oder negativ auf der gedruckten Leiterplatte
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Es ist ersichtlich, dass der Gleichrichter auch in anderen Formen sein kann. Wenn vier Dioden des in
Es ist ersichtlich, dass die Magnetsensorintegrierte Schaltung einen Einzelnacktchip oder mehr als einen Nacktchip aufweisen kann. Der Gleichrichter, die Ausgabesteuerschaltung und der Positionssensor können auf einem Nacktchip oder auf verschiedenen Nacktchips vorgesehen sein. It will be appreciated that the magnetic sensor integrated circuit may comprise a single-chip or more than one bare-chip. The rectifier, the output control circuit and the position sensor may be provided on a die or on different dies.
Bei den Ausführungsformen dieser Offenbarung, ist wenigstens ein Gleichrichter zusätzlich zum Positionssensor
Es ist ersichtlich, dass Verbindungen bei dieser Offenbarung sowohl direkte Verbindungen als auch indirekte Verbindungen aufweisen, solange die Arbeitsprinzipien nicht verändert werden. It will be appreciated that compounds in this disclosure have both direct connections and indirect connections as long as the working principles are not changed.
Die obigen sind nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, und die Ausführungsformen sind nicht auf die Offenbarung beschränkt. Jegliche Änderungen, gleichwertiger Austausch und Modifikation ohne den Sinn und Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verlassen, fallen unter den Schutzrahmen dieser Offenbarung. The above are only preferred embodiments of the present disclosure, and the embodiments are not limited to the disclosure. Any changes, equivalent exchange and modification without departing from the spirit and principles of the present disclosure are within the scope of this disclosure.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: JOHNSON ELECTRIC INTERNATIONAL AG, CH Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON ELECTRIC S.A., MURTEN, CH |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KASTEL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |