TWM540312U - 磁感測器積體電路、電機組件及應用設備 - Google Patents

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Description

磁感測器積體電路、電機組件及應用設備
本新型涉及電路技術領域，尤其涉及磁感測器積體電路。
磁感測器的作用原理是霍爾效應，霍爾效應是指將電流I通至一物質，並在與電流成正角的方向施加磁場B時，在電流I與磁場B兩者的直角方向所產生的電位差V的現象。在實際應用中，磁感測器常常用於檢測電機轉子的磁場極性。
隨著磁感測器需求廠商對產品要求的不斷提高，磁感測器內部電路結構及訊號處理過程的相關研究也不斷的深入。相應地，利用磁感測器檢測電機轉子磁場極性的磁感測器處理電路，也需要滿足磁感測器需求廠商對磁感測器的使用方便性和檢測結果準確性方面的要求。
本新型實施例一方面提供一種磁感測器積體電路，包括用於連接外部電源的輸入埠、磁場檢測電路、輸出埠和輸出控制電路；
該磁場檢測電路包括用於感知外部磁場並輸出檢測電訊號的磁感知元件、用於對該檢測電訊號進行放大去干擾處理的訊號處理單元以及用於將經過該訊號處理單元處理的檢測電訊號轉換為磁場檢測訊號的轉換單元；
該輸出控制電路用於至少基於該磁場檢測訊號，使該磁感測器積體電路至少在自該輸出埠向外部流出電流的第一狀態和自外部向該輸出埠流入電流的第二狀態其中一個狀態下運行。
可選的，該檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括：
用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的第一斬波開關；
用於對經分離的偏差訊號和磁場訊號進行放大並將經放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和該基帶頻率的斬波型放大器；以及
用於消除交換到該斬波頻率的偏差訊號的低通濾波電路。
較佳的，該基帶頻率小於200赫茲和/或該斬波頻率大於100K赫茲。
可選的，該輸入埠用於連接外部交流電源，該基帶頻率與該交流電源的頻率成正比。
可選的，該輸入埠用於連接外部交流電源，該基帶頻率與該外部磁場的磁場變化頻率相等且等於該交流電源的頻率的兩倍。
可選的，該檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的斬波開關、用於消除分離到該基帶頻率的偏差訊號的高通濾波器、以及將該磁場訊號解調回基帶頻率的解調器。
可選的，該斬波型放大器包括依次連接的第一放大器和第二斬波開關；其中，
該第一放大器包括折疊式級聯放大器，用於對該第一斬波開關輸出的偏差訊號和磁場訊號進行第一級放大；
該第二斬波開關用於將經該第一放大器進行第一級放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和基帶頻率。
可選的，該訊號處理單元還包括連接於該斬波型放大器和該低通濾波器之間的第二放大器，該第二放大器用於對經過交換的偏差訊號和磁場訊號進行第二級放大。
可選的，該第一放大器輸出一對差分訊號，該第二斬波開關被配置為在每個時鐘週期的後半週期將該對差分訊號互換輸出。
可選的，該訊號處理單元還包括：
連接在該第二斬波開關和該低通濾波器之間的採樣保持電路，該採樣保持電路用於對經交換後的差分訊號中的每個訊號，在每個時鐘週期的前後兩個半週期內分別採集資料並分為兩路採樣訊號各自輸出。
可選的，該低通濾波電路包括第一濾波器，該第一濾波器用於對該採樣保持電路輸出的兩對採樣訊號分別進行相加處理，消除偏差訊號。
可選的，該低通濾波電路還包括第二濾波器，該第二濾波器用於對該第一濾波器輸出的差分訊號進行濾波放大。
可選的，該類比數位轉換單元包括第一比較器、第二比較器和鎖存邏輯電路；其中，該第一比較器和第二比較器分別連接一對差分參考電壓及該低通濾波電路輸出的一對差分訊號，第一比較器和第二比較器的該對差分參考電壓反接;
其中，該第一比較器被配置為輸出該濾波電路輸出的電壓訊號與一較高閾值的比較結果或該外部磁場的磁場強度與預定工作點的比較結果，第二比較器被配置為輸出該濾波電路輸出的電壓訊號與一較低閾值的比較結果或外部磁場的磁場強度與預定釋放點的比較結果；該鎖存邏輯電路被配置為第一比較器的比較結果是表示濾波電路輸出的電壓訊號大於該較高閾值或外部磁場的磁場強度達到預定工作點時使比較電路輸出第一電平，當第二比較器的比較結果是表示該濾波電路輸出的電壓訊號小於該較低閾值或外部磁場的磁場強度未達到預定釋放點時，使比較電路輸出與第一電平相反的第二電平，當該第一比較器和第二比較器的比較結果表示濾波電路輸出的電壓訊號處於該較高閾值和較低閾值低之間，或表示外部磁場的磁場強度在該工作點和該釋放點之間時，使比較電路的輸出保持原輸出狀態不變。
可選的，該輸出控制電路包括第一開關和第二開關，該第一開關與該輸出埠連接在第一電流通路中，該第二開關與該輸出埠連接在與該第一電流通路方向相反的第二電流通路，該第一開關和第二開關在該開關型檢測訊號的控制下選擇性地導通。
可選的，該輸出控制電路具有自該輸出埠向外流出電流的第一電流通路、自該輸出埠向內流入電流的第二電流通路、以及連接在該第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關，該開關由該磁場檢測電路輸出的磁場檢測資訊控制，使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。
可選的，該磁場檢測訊號為開關型檢測訊號，該輸入埠用於連接外部交流電源，該開關型檢測訊號的開關切換頻率與該交流電源的頻率成比例或等於該交流電源的頻率的兩倍。
本新型實施例另一方面提供一種磁感測器積體電路，包括用於連接外部電源的輸入埠、輸出埠及磁場檢測電路，該磁場檢測電路包括用於感知外部磁場並輸出檢測電訊號的磁感知元件、用於對該檢測電訊號進行放大去干擾處理的訊號處理單元以及用於將經過該訊號處理單元處理的檢測電訊號轉換為磁場檢測訊號的轉換單元，
其中，該磁感知元件輸出的檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括：
用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的第一斬波開關；
用於對經分離的偏差訊號和磁場訊號進行放大並將經放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和該基帶頻率的斬波型放大器；以及
用於消除交換到該斬波頻率的偏差訊號的低通濾波電路。
可選的，該訊號處理單元具有上述訊號處理單元的特徵。
可選的，還包括與該輸入埠連接的整流電路，該磁場檢測電路由該整流電路的輸出電壓供電。
可選的，該磁場檢測訊號經該輸出埠向外輸出。
本新型實施例再一方面提供一種電機組件，包括電機和電機驅動電路，該電機驅動電路具有上述的磁感測器積體電路。
本新型實施例再一方面提供一種具有上述電機組件的應用設備。
較佳的，該應用設備為泵、風扇、家用電器或者車輛。
圖1係本新型實施例公開的磁感測器的結構示意圖。
圖2係本新型實施例公開的訊號處理單元的結構示意圖。
圖3A係本新型實施例公開的斬波放大器的結構示意圖。
圖3B係本新型實施例公開的另一個斬波放大器的結構示意圖。
圖4係本新型實施例公開的磁感測器積體電路的結構示意圖。
圖5係本新型實施例公開的整流電路的電路示意圖。
圖6係本新型實施例公開的霍爾感測器和第一斬波開關的電路示意圖。
圖7係圖6所示電路中的訊號示意圖。
圖8係本新型實施例公開的濾波電路的結構示意圖。
圖9係本新型實施例公開的比較電路的結構示意圖。
圖10係本新型實施例公開的判斷磁場極性的原理示意圖。
圖11係本新型實施例公開的週期時鐘訊號下的各訊號輸出示意圖。
圖12係本新型實施例公開的輸出控制電路的電路示意圖。
圖13係本新型實施例公開的另一個輸出控制電路的電路示意圖。
圖14係本新型實施例公開的又一個輸出控制電路的電路示意圖。
圖14A係本新型實施例公開的又一個輸出控制電路的電路示意圖。
圖15係本新型實施例公開的電機組件的電路結構示意圖。
圖16係本新型實施例公開的同步電機的結構示意圖。
下面將結合本新型實施例中的附圖，對本新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本新型保護的範圍。
圖1為本新型實施例公開的磁感測器的結構示意圖，參見圖1所示，該磁感測器包括輸入埠1、磁場檢測電路2、輸出埠3。
輸入埠用於連接外部電源，向磁場檢測電路2提供電源。本實施例中，該外部電源可以是直流電源。
該磁場檢測電路2包括用於感知外部磁場並輸出檢測電訊號的磁感知元件21、用於對該檢測電訊號進行放大去干擾處理的訊號處理單元22以及用於將經過該訊號處理單元22處理的檢測電訊號轉換為磁場檢測訊號的轉換單元23；該磁場檢測訊號可經輸出埠3向外輸出。較佳的，該訊號處理單元22中具有折疊式級聯放大器220。較佳的，該磁場檢測訊號是開關型數位訊號。
該檢測電訊號可以包括磁場訊號和偏差訊號。其中，該磁場訊號為該磁感知元件檢測到的與外部磁場匹配的理想磁場電壓訊號，該偏差訊號包括該磁感知元件的直流漂移。對檢測電訊號進行去干擾處理包括消除該磁感知元件的直流漂移。
圖2示出了該訊號處理單元22的結構示意圖，參見圖2所示，該訊號處理單元22包括：用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的第一斬波開關Z1；用於對經分離的偏差訊號和磁場訊號進行放大並將經放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和該基帶頻率的斬波型放大器IA；較佳的，該斬波頻率大於100K赫茲，該基帶頻率小於200赫茲。
本實施例中，該輸入埠用於連接外部交流電源，該基帶頻率與該交流電源的頻率成正比。具體地，在一個可以實現的實例中，該基帶頻率與外部磁場的磁場變化頻率相等且等於該交流電源頻率的兩倍。
參見圖3A，在一個可能的實現方式中，該斬波型放大器IA可以包括依次連接的第一放大器A1和第二斬波開關Z2；其中，該第一放大器A1包括折疊式級聯放大器，用於對該第一斬波開關Z1輸出的偏差訊號和磁場訊號進行第一級放大；該第二斬波開關Z2用於將經該第一放大器A1進行第一級放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和基帶頻率。
該訊號處理單元22還包括用於消除交換到該斬波頻率的偏差訊號的低通濾波電路LPF。
該低通濾波電路LPF可以包括用於消除該偏差訊號的第一濾波器。
進一步的，在其他的實施例中，該低通濾波電路LPF除上述第一濾波器外，還包括第二濾波器，該第二濾波器用於對該第一濾波器輸出的訊號進行進一步濾波和放大。
圖3B為本新型實施例公開的另一個斬波放大器的結構示意圖，如圖3B所示，該訊號處理單元22除了該第一斬波開關Z1、該斬波型放大器IA（包括第一放大器A1和第二斬波開關Z2）和該低通濾波器LPF外，還可以包括連接於該斬波型放大器IA和該低通濾波器LPF之間的第二放大器A2，該第二放大器A2用於對經過交換的偏差訊號和磁場訊號進行第二級放大。較佳的，第二放大器A2可以是單級放大器。
在其他的實施例中，該第二放大器A2也可設置在該斬波型放大器IA的電路結構中，設在第一放大器A1和第二斬波開關Z2之間。
本新型實施例公開的磁感測器，其內部的磁場檢測電路能夠有效對輸入電壓訊號進行增益放大、消除失調電壓和濾波等操作，使得磁場檢測電路輸出的，用於指示電機轉子磁場極性的訊號準確度大大提升。
圖4示出了依據本新型另一實施例的磁感測器積體電路，該磁感測器積體電路包括輸入埠4、輸出埠5、整流電路110、磁場檢測電路120和輸出控制電路130。
該輸入埠4可以包括連接外部交流電源的第一輸入埠41和第二輸入埠42。本新型中，輸入埠連接外部電源既包括輸入埠與外部電源兩端直接連接的情形，也包括輸入埠與外部負載串接於外部電源兩端的情形，本新型對此並不做限定，具體視情況而定。
在本新型的一個具體實施例中，該整流電路110包括全波整流橋以及與該全波整流橋的輸出連接的穩壓單元，其中，該全波整流橋用於將該交流電源輸出的交流訊號轉換成直流訊號，該穩壓單元用於將該全波整流橋輸出的直流訊號穩定在預設值範圍內。磁場檢測電路120和輸出控制電路130可由整流電路110的輸出電壓直接或間接供電。
圖5示出整流電路60的一種具體電路，其中，穩壓單元包括連接於全波整流橋61的兩個輸出端之間的穩壓二極體621，該全波整流橋61包括：串聯的第一二極體611和第二二極體612以及串聯的第三二極體613和第四二極體614；該第一二極體611和該第二二極體612的公共端與該第一輸入埠VAC+電連接；該第三二極體613和該第四二極體614的公共端與該第二輸入埠VAC-電連接。
其中，該第一二極體611的輸入端與該第三二極體613的輸入端電連接形成全波整流橋的接地輸出端，該第二二極體612的輸出端與該第四二極體614的輸出端電連接形成全波整流橋的電壓輸出端VDD，穩壓二極體621連接於該第二二極體612和第四二極體614的公共端與該第一二極體611和該第三二極體613的公共端之間。
該磁場檢測電路120可以包括：依次連接的霍爾感測器121（也可稱作磁感知元件）、第一斬波開關122、放大器123、採樣保持電路124、濾波電路125和比較電路126。
該霍爾感測器121的輸入端連接整流電路110的輸出端，接入該整流電路110輸出的直流電壓，用於根據該直流電壓輸出磁場感知訊號給該第一斬波開關122。
圖6為本新型實施例的霍爾感測器和第一斬波開關的一種具體電路。其中，霍爾感測器121為霍爾板，包括兩組相對而設的接線端子11、12、13和14，第一斬波開關122包括可切換開關16、18、19和20。可切換開關16控制接線端子11和14交替性地與電源端VCC導通，可切換開關18控制接線端子12和13交替性地與地導通。可切換開關19控制接線端子11和14交替性地與輸出端P1導通，可切換開關20控制接線端子12和13交替性地與輸出端N1導通。該四個可切換開關被配置為當接線端子11或14其中之一與電源端VCC導通時，接線端子11或14其中之另一與輸出端P1導通，接線端子12和13中與該連通VCC的端子相對的接線端子與地導通，接線端子12和13中未與地連通的端子與輸出端N1導通。輸出端P1和N1輸出一對差分訊號。
也就是說，當可切換開關16和18控制霍爾板的接線端子11和13分別與電源Vcc和地導通時，可切換開關19和20控制接線端子12和14作為輸出端導通；當可切換開關16和18控制接線端子14和12分別與電源Vcc和地導通時，可切換開關19和20控制接線端子11和13作為輸出端導通。
在另一種可能的方案中，還可以通過配置切換開關，在時鐘的半個週期使接線端子11和13分別與電源Vcc和地導通，使接線端子12和14作為輸出端導通；在時鐘的另外半個週期切換為使接線端子12和14分別與電源Vcc和地導通，使接線端子13和11作為輸出端導通。
下表1示出各接線端子在一個時鐘週期的前後兩個半週期的一種可能的連接方案。
表1
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="90%"><TBODY><TR><TD>接線端子</TD><TD>前半週期</TD><TD>後半週期</TD></TR><TR><TD>11</TD><TD>Vcc</TD><TD>P1</TD></TR><TR><TD>12</TD><TD>P1</TD><TD>Vcc</TD></TR><TR><TD>13</TD><TD>地</TD><TD>N1</TD></TR><TR><TD>14</TD><TD>N1</TD><TD>地</TD></TR></TBODY></TABLE>下表2示出另一種具體實例中各接線端子在一個時鐘週期的前後兩個半週期的一種可能的連接方案。
表2
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="90%"><TBODY><TR><TD>接線端子</TD><TD>前半週期</TD><TD>後半週期</TD></TR><TR><TD>11</TD><TD>Vcc</TD><TD>N1</TD></TR><TR><TD>12</TD><TD>P1</TD><TD>地</TD></TR><TR><TD>13</TD><TD>地</TD><TD>P1</TD></TR><TR><TD>14</TD><TD>N1</TD><TD>VCC</TD></TR></TBODY></TABLE>在上述兩種連接方案中，在一個時鐘週期的後半週期，連接電源Vcc和地的一對連接端子各自轉換為沿順時針（或者是逆時針）方向旋轉90度後相應位置處的連接端子在前半週期的連接狀態，連接輸出端P1和N1的一對連接端子則轉換為沿逆時針（或者是順時針）相反方向旋轉90度後相應位置處的連接端子在前半週期的連接狀態。在一下個時鐘週期的前半週期，各連接端子則切換回上一時鐘週期的前半週期的連接狀態，以此類推。
較佳的，電源Vcc可以是對整流電路110的輸出進行降壓穩壓處理後的恒壓源。可以理解，電源也可以是恒流源。
較佳的，每一可切換開關由一對開關實現，該對開關同為高電平導通或低電平導通，並由一對互補的時鐘訊號控制。通過給四對開關提供兩對頻率相同且兩兩互補的時鐘訊號可以實現前述的導通方式。本新型實施例中，時鐘訊號的頻率可大於100K赫茲，較佳為幾百K赫茲。
圖7為圖6所示電路中的訊號示意圖。其中，CK1為時鐘訊號；Vos為霍爾感測器121的偏差電壓訊號，霍爾板121的物理性質決定，可以假設其在時鐘訊號週期內的任何時刻都是保持不變的。Vin和-Vin為第一斬波開關輸出在時鐘訊號CK1的前半週期和後半週期輸出的理想磁場電壓訊號，即霍爾板121無偏差訊號干擾的理想輸出。如前面該，在時鐘訊號CK1的一個半週期，接線端子11和13分別與電源Vcc和地導通，接線端子12和14作為輸出端導通；在時鐘訊號CK1的另一個半週期接線端子12和14分別與電源Vcc和地導通時，接線端子11和13作為輸出端導通。在時鐘訊號CK1的前後兩個半週期，第一斬波開關輸出的理想磁場電壓訊號大小相等，方向相反。Vout為第一斬波開關的輸出訊號，是偏差訊號Vos和理想磁場訊號Vin的疊加。經過第一斬波開關，上述偏差電壓訊號和理想磁場電壓訊號分離到基帶頻率和斬波頻率。其中，斬波頻率為時鐘訊號的頻率，基帶頻率是霍爾板所檢測的外部磁場的極性變化頻率。
在本新型的一種實施方案中，該霍爾感測器121輸出的理想磁場電壓訊號非常小，通常只有零點幾毫伏，偏差訊號Vos接近10毫伏，因此後期需要消除偏差訊號，並對理想訊號進行高增益處理。
本實施例中放大器123可以採用圖3B中所示的斬波放大器，包括第一放大器A1、第二斬波開關Z2和第三放大器A2。第一放大器A1和第二斬波開關Z2用於對經分離的偏差訊號和磁場訊號進行放大並將經放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和該基帶頻率。第二級放大器A2對交換後的訊號作進一步放大。其中，第一放大器A1是折疊式放大器，第二放大器A2可以是單級放大器。
本實施例中，第一放大器A1的輸出也是一對差分訊號，第二斬波開關Z2被配置為在每個時鐘週期的前半週期直接輸出該對差分訊號而在每個時鐘週期的後半週期將該對差分訊號互換輸出，第二斬波開關的一對輸出訊號表示為P2和N2。
該採樣保持電路124用於從該差分訊號P2和N2中採集出每個訊號在不同的時鐘半週期，即前後兩個半週期的訊號輸出值並輸出至該濾波電路125，其中P2在不同的時鐘半週期的採樣訊號為P2A和P2B，N2在對應的時鐘半週期的採樣訊號為N2A和N2B。
該濾波電路125用於對該P2A&P2B以及N2A&N2B訊號進行消除偏差處理，並可對消除偏差後得到的差分訊號進行增益放大，輸出增益放大後的差分訊號P3和N3至該比較電路126。
本實施例中，該濾波電路125為低通濾波器。參考圖8所示，較佳的，濾波電路125可以包括第一濾波器F1和第二濾波器F2。第一濾波器F1對該兩對採樣訊號P2A、P2B以及N2A、N2B進行兩兩相加處理，以消除偏差訊號，同時可以對訊號進行增益放大；第二濾波器F2用於對第一濾波器F1輸出的差分訊號再次進行濾波和增益放大，輸出一對差分訊號P3和N3。
可以理解，在另外的實施例中，濾波電路125也可以只設置一個濾波器，此時其內部電路中的電阻值需要很大才能夠保證訊號獲得比較大的增益。
該比較電路126用於將該差分訊號P3和N3與參考電壓進行比較，輸出開關型磁場檢測訊號；該磁場檢測訊號用於指示該霍爾感測器121檢測到的外部磁場的極性；該比較電路126的輸出端連接輸出控制電路130。
圖9為本新型實施例公開的類比數位轉換單元（比較電路126）的結構示意圖，圖10為本新型實施例公開的判斷磁場極性的原理示意圖，參見圖9和圖10所示，該比較電路126較佳的為遲滯比較器，包括：第一比較器C1、第二比較器C2和鎖存邏輯電路S；該第一比較器C1和第二比較器C2分別連接差分訊號P3、N3，以及一對差分參考電壓Vh和Vl四路訊號，第一比較器C1和第二比較器C2的該對差分參考電壓反接。第一比較器C1用於將濾波電路輸出的電壓訊號與一較高閾值Rh比較，第二比較器C2用於將濾波電路輸出的電壓訊號與一較低閾值Rl比較。該第一比較器C1和該第二比較器C2的輸出端被輸入該鎖存邏輯電路S。
結合圖10，鎖存邏輯電路S被配置為第一比較器C1的比較結果是濾波電路輸出的電壓訊號大於該較高閾值或外部磁場的磁場強度達到工作點Bop時使比較電路126輸出第一電平（如高電平），表示外部磁場為一種磁極性，當第二比較器C2比較得出濾波電路輸出的電壓訊號小於該較低閾值或外部磁場的磁場強度未達到釋放點Brp時，使比較電路126輸出第二電平（低電平），表示外部磁場為另一種磁極性，當濾波電路輸出的電壓訊號處於較高閾值和較低閾值低之間，或外部磁場的磁場強度在工作點Bop和釋放點Brp之間時，使比較電路126的輸出保持原輸出狀態不變。
可以理解，在另一實施例中，鎖存邏輯電路S可被配置為第一比較器C1的比較結果是濾波電路輸出的電壓訊號大於該較高閾值或外部磁場的磁場強度達到工作點Bop時使比較電路126輸出低電平；當第二比較器C2比較得出濾波電路輸出的電壓訊號小於該較低閾值或外部磁場的磁場強度未達到釋放點Brp時，使比較電路126輸出高電平；當濾波電路輸出的電壓訊號處於較高閾值和較低閾值低之間，或外部磁場的磁場強度在工作點Bop和釋放點Brp之間時，使比較電路126的輸出保持原輸出狀態不變。
本新型實施例中，對該霍爾感測器121的靈敏性要求較高，霍爾感測器121輸出的實際檢測訊號會非常小，例如可能只有零點幾毫伏，因此需要對其進行相應的放大，這就要求該放大器123具有一個比較高的增益值，以將該霍爾感測器121的實際檢測訊號盡可能放大，便於後續對其進行相應的處理。
在一個較佳實例中，磁場檢測電路的供電電壓約2.5V，訊號處理單元的放大倍數在1000倍到2000倍之間，較佳的為1600倍，可以將以將該霍爾感測器121輸出的零點幾豪伏的理想磁場電壓放大至該供電電壓的一半左右。訊號處理單元中，放大器主要作用是訊號的放大，濾波電路主要作用是消除干擾訊號。濾波電路中，第一濾波器F1主要進行濾波，其增益值可以小於第二濾波器的增益值。因此，該放大器123的增益值大於該濾波電路的增益值，第一濾波器的增益值大於第二濾波器的增益值。在一個具體實現中，該放大器123是增益值可以為50，該濾波電路125的增益值可以為32左右。在一個具體實現中，第一濾波器的增益值可以為4，第二濾波器F2增益值可以為8。
本新型實施例中的該放大器123中採用折疊式級聯結構的放大器，這種結構可同時提供高增益和高頻寬處理能力，具有很好的頻率特性和擺率。
結合圖11，對本新型實施例公開的磁場檢測電路的訊號處理單元的訊號處理過程進行說明，圖11左邊示出各模組在週期時鐘訊號下的各差分訊號輸出，右邊是對應的訊號頻域示意圖。
從上面介紹到的內容可知，第一斬波開關的輸出訊號Vout是偏差訊號Vos和理想磁場訊號Vin的疊加，同時等於差分訊號P1與N1的差值，差分訊號P1與N1大小相等，方向相反。依據前面描述可知在時鐘訊號CK1的前後兩個半週期，第一斬波開關輸出的理想磁場電壓訊號大小相等，方向相反。參考圖11左邊圖示，訊號P1在時鐘訊號前後兩個半週期分別用P1A和P1B表示，訊號N1在時鐘訊號前後兩個半週期分別用N1A和N1B表示，其輸出分別為：
P1A= (Vos + Vin)/2；P1B =(Vos - Vin)/2
N1A = - P1A = - (Vos + Vin)/2；N1B= - P1B = -(Vos - Vin)/2
為便於理解，下面的描述中省略差分訊號的係數1/2，經過第一放大器A1，第二斬波開關的輸入訊號為一對差分訊號P1’和N1’，訊號P1’在時鐘訊號前後兩個半週期分別用P1A’和P1B’表示，訊號N1’在時鐘訊號前後兩個半週期分別用N1A’和N1B’表示，其輸出分別為：
P1A’= A(Voff + Vin)/2；P1B ’=A(Voff - Vin)/2
N1A’ = - P1A’ = -A(Voff + Vin)/2；N1B’= - P1B’ = -A(Voff - Vin)/2
其中，A是第一放大器的放大倍數，Voff是第一放大器的輸出訊號中的固定偏差，等於霍爾感測器121的固定偏差Vos和第一放大器的固定偏差之和。為便於理解，下面的描述中省略差分訊號的係數和放大器的放大係數。
則經過採樣保持電路後：
第二斬波開關Z2被配置為在每個時鐘週期的前半週期直接輸出該對差分訊號而在每個時鐘週期的後半週期將該對差分訊號互換輸出，第二斬波開關的一對差分輸出訊號表示為P2和N2。訊號P2在時鐘訊號前後兩個半週期分別用P2A和P2B表示，訊號N2在時鐘訊號前後兩個半週期分別用N2A和N2B表示，其輸出分別為：
P2A = P1A’ = (Voff +Vin); P2B = N1B’ = - (Voff - Vin)
N2A = N1A’ = - (Voff + Vin); N2B = P1B’ = (Voff - Vin);
採樣保持電路124對於差分訊號P2和N2中每個訊號，在每個時鐘週期的前後兩個半週期內分別採集資料並分為兩路採樣訊號各自輸出，即採樣保持電路輸出兩對採樣訊號，一對是P2A和P2B，另一對是N2A和N2B。
上述經過採樣得到的四路訊號經過該濾波電路，輸出P3和N3；濾波電路的濾波器對採樣保持電路輸出的兩對採樣訊號分別進行相加處理，其輸出分別為：
P3 = P2A + P2B = (Voff+Vin)+(-(Voff - Vin)) = 2Vin
N3 = N2A + N2B= - (Voff + Vin) + (Voff - Vin) = -2Vin
可以看出，濾波電路的輸出訊號P3和N3中只有理想磁場電壓訊號，偏差訊號已被消除。
參考圖11右邊圖示，從頻域的角度來看，經過第一斬波開關，磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號被分離到基帶頻率和斬波頻率，斬波頻率為時鐘訊號的頻率，如前面該，斬波頻率較佳的為幾百K赫茲，基帶頻率與外部磁場的變化頻率相等。當將本實施例的磁感測器積體電路用於同步電機控制時，外部磁場可是永磁轉子磁場，其變化頻率等於交流電源頻率的2倍。當該同步電機由通常的50赫茲或60赫茲的市電交流電供電時，基帶頻率為100赫茲或120赫茲。經過第二斬波開關，經放大的偏差訊號和磁場訊號被交換到該斬波頻率和基帶頻率。由於本新型實施例中，斬波頻率和基帶頻率的頻域跨度非常大，要求該放大器123在具有高增益的同時還具有高頻寬處理能力，以實現對理想檢測訊號的增益放大。
在本新型的另一個實施例中，磁場檢測電路輸出的檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的斬波開關、用於消除分離到該斬波頻率的偏差訊號的高通濾波器、以及將該磁場訊號解調回基帶頻率的解調器。
輸出控制電路130用於至少基於該開關型檢測訊號，使該磁感測器積體電路至少在自該輸出埠向外部流出電流的第一狀態和自外部向該輸出埠流入電流的第二狀態其中一個狀態下運行。
在一個優選實施例中，輸出控制電路130被配置為至少基於該開關型檢測訊號，使該積體電路至少在自該輸出埠向外部流出電流的第一狀態和自外部向該輸出埠流入電流的第二狀態間切換。
值得說明的是，本新型實施例中，磁感測器積體電路在第一狀態和第二狀態間切換運行，並不限於其中一個狀態結束後立即切換為另一個狀態的情形，還包括其中一個狀態結束後間隔一定時間再切換為另一個狀態的情形。在一個較佳的應用實例中，兩個狀態切換的間隔時間內磁感測器積體電路的輸出埠無輸出。
在上述實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，該輸出控制電路130包括：第一開關和第二開關，該第一開關與該輸出埠連接在該第一電流通路中，該第二開關與該輸出埠連接在與該第一電流通路方向相反的第二電流通路中，該第一開關和第二開關在該磁場檢測資訊的控制下選擇性地導通。較佳的，該第一開關可以為三極管，該第二開關可以為三極管或二極體，本新型對此並不做限定，視情況而定。
具體的，在本新型的一個實施例中，如圖12所示，該第一開關31和第二開關32為一對互補的半導體開關。該第一開關31為低電平導通，該第二開關32為高電平導通，其中，該第一開關31與該輸出埠Pout連接在第一電流通路中，該第二開關32與該輸出埠Pout連接在第二電流通路中，該第一開關31和該第二開關32兩個開關的控制端均連接磁場檢測電路20，第一開關31的電流輸入端接較高電壓（例如直流電源），電流輸出端與第二開關32的電流輸入端連接，第二開關32的電流輸出端接較低電壓（例如地）。若該磁場檢測電路20輸出的磁場檢測資訊是低電平，第一開關31導通，第二開關32斷開，負載電流自較高電壓經第一開關31和輸出埠Pout向外流出，若該磁場檢測電路20輸出的磁場檢測資訊是高電平，第二開關32導通，第一開關31斷開，負載電流自外部流入輸出埠Pout並流過第二開關32。圖12的實例中第一開關31為正通道金屬氧化物半導體場效應電晶體（P型MOSFET），第二開關32為負通道金屬氧化物半導體場效應電晶體（N型MOSFET）。可以理解的是，在其他實施例中，第一開關和第二開關也可以是其他類型的半導體開關，例如可以是結型場效應電晶體（JFET）或金屬半導體場效應管（MESFET）等其他場效應電晶體。
在本新型的另一個實施例中，如圖13所示，該第一開關31為高電平導通的開關管，該第二開關32為單向導通二極體，第一開關31的控制端和第二開關32的陰極連接磁場檢測電路20。第一開關31的電流輸入端連接整流電路的輸出，第一開關31的電流輸出端和第二開關32的陽極與輸出埠Pout均連接。其中，該第一開關31與該輸出埠Pout連接在第一電流通路中，該輸出埠Pout、該第二開關32與該磁場檢測電路20連接在第二電流通路中，若該磁場檢測電路20輸出的磁場檢測資訊是高電平，第一開關31導通，第二開關32斷開，負載電流自整流電路經第一開關31和輸出埠Pout向外流出，若該磁場檢測電路20輸出的磁場檢測資訊是低電平，第二開關32導通，第一開關31斷開，負載電流自外部流入輸出埠Pout並流過第二開關32。可以理解，在本新型的其他實施例中，該第一開關31和該第二開關32還可以為其他結構，本新型對此並不做限定，具體視情況而定。
在本新型的另一個實施例中，該輸出控制電路30具有自該輸出埠向外流出電流的第一電流通路、自該輸出埠向內流入電流的第二電流通路、以及連接在該第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關，該開關由該磁場檢測電路輸出的磁場檢測資訊控制，使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。可選的，該第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設開關。
作為一種具體實現，如圖14所示，該輸出控制電路30包括一單向導通開關33，單向導通開關33與輸出埠Pout連接在第一電流通路中，其電流輸入端可連接磁場檢測電路20的輸出端，磁場檢測電路20的輸出端還可經電阻R1與輸出埠Pout連接在與該第一電流通路方向相反的第二電流通路中。單向導通開關33在磁場感應訊號為高電平時導通，負載電流經單向導通開關33和輸出埠Pout向外流出，該磁場感應訊號為低電平時單向導通開關33斷開，負載電流自外部流入輸出埠Pout並流經電阻R1和磁場檢測電路20。作為一種替代，該第二電流通路中的電阻R1也可以替換為與單向導通開關33反向並聯的單向導通開關。這樣，自輸出埠流出的負載電流和流入的負載電流較為平衡。
在另一種具體實現中，如圖14A所示，該輸出控制電路30包括反向串聯於磁場檢測電路20的輸出端和輸出埠Pout之間的二極體D1和D2、與串聯的二極體D1和D2並聯的電阻R1、以及連接於二極體D1和D2的公共端與電源Vcc之間的電阻R2，其中，二極體D1的陰極與磁場檢測電路20的輸出端連接。二極體D1由磁場檢測資訊控制。在磁場檢測資訊為高電平時二極體D1截止，負載電流經電阻R2和二極體D2自輸出埠Pout向外流出，該磁場檢測資訊為低電平時，負載電流自外部流入輸出埠Pout並流經電阻R1和磁場檢測電路20。
本新型實施例的磁感測器積體電路中，能夠直接連接市場交流電源，不需額外連接AC-DC轉換器件，使用起來方便簡單；且其內部的磁場檢測電路能夠有效對輸入電壓訊號進行增益放大、消除失調電壓和濾波等操作，使得磁場檢測電路輸出的，用於指示電機轉子磁場極性的訊號準確度大大提升。
下面結合一具體應用，對本新型實施例所提供的磁感測器積體電路進行描述。
如圖15所示，本新型實施例還提供了一種電機組件，該電機組件包括：由一交流電源100供電的電機200、與該電機200串聯的雙向導通開關300、以及依據本新型上述任一實施例所提供的磁感測器積體電路400，該磁感測器積體電路400的輸出埠與該雙向導通開關300的控制端電連接。
優選的，雙向導通開關300可以是三端雙向可控矽開關（TRIAC）。可以理解，雙向導通開關也可由其他類型的合適的開關實現，例如可以包括反向並聯的兩個矽控整流器，並設置相應的控制電路，依據磁感測器積體電路的輸出埠的輸出訊號經該控制電路按照預定方式控制這兩個矽控整流器。
優選的，該電機組件還包括降壓電路500，用於將該交流電源100降壓後提供給該磁感測器積體電路400。磁感測器積體電路400靠近電機200的轉子安裝以感知轉子的磁場變化。
在上述實施例的基礎上，在本新型的一個具體實施例中，該電機為同步電機，可以理解，本新型的磁感測器積體電路不僅適用於同步電機，也適用於其他類型的永磁電機如直流無刷電機。如圖16所示，該同步電機包括定子和可相對定子旋轉的轉子111。定子具有定子鐵心112及繞設於定子鐵心112上的定子繞組116。定子鐵心112可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、矽鋼等軟磁材料製成。轉子111具有永磁鐵，定子繞組116與交流電源串聯時轉子111在穩態階段以60f/p圈/分鐘的轉速恒速運行，其中f是該交流電源的頻率，p是轉子的極對數。本實施例中，定子鐵心112具有兩相對的極部114。每一極部具有極弧面115，轉子111的外表面與極弧面115相對，兩者之間形成基本均勻氣隙113。本申請所稱基本均勻的氣隙，是指定子與轉子之間大部分形成均勻氣隙，只有較少部分為非均勻氣隙。優選的，定子極部的極弧面115上設內凹的起動槽117，極弧面115上除起動槽117以外的部分則與轉子同心。上述配置可形成不均勻磁場，保證轉子在靜止時其極軸S1相對於定子極部的中心軸S2傾斜一個角度，允許電機在積體電路的作用下每次通電時轉子可以具有起動轉矩。其中轉子的極軸S1指轉子兩個極性不同的磁極之間的分界線，定子極部114的中心軸S2指經過定子兩個極部114中心的連線。本實施例中，定子和轉子均具有兩個磁極。可以理解的，在更多實施例中，定子和轉子的磁極數也可以不相等，且具有更多磁極，例如四個、六個等。
在上述實施例的基礎上，在本新型的一個實施例中，該輸出控制電路30被配置為在該交流電源100為正半週期且該磁場檢測電路20檢測該永磁轉子的磁場為第一極性、或者該交流電源100為負半週期且該磁場檢測電路20檢測該永磁轉子的磁場為與該第一極性相反的第二極性時，使該雙向導通開關300導通。當該交流電源100為負半週期且永磁轉子為該第一極性，或者該交流電源100為正半週期且該永磁轉子為第二極性時, 使該雙向導通開關300截止。
優選的，該輸出控制電路30被配置為在該交流電源100輸出的訊號位於正半週期且該磁場檢測電路20檢測該永磁轉子的磁場為第一極性時，控制電流由該積體電路流向該雙向導通開關300，並在該交流電源100輸出的訊號位於負半週期且該磁場檢測電路20檢測該永磁轉子的磁場為與該第一極性相反的第二極性時，控制電流由該雙向導通開關300流向該積體電路。可以理解，永磁轉子為第一磁極性且交流電源為正半週期，或者永磁轉子為第二磁極性且交流電源為負半週期時，該積體電路流出或流入電流既包括上述兩種情況整個持續時間段內都有電流流過的情形，也包括上述兩種情況下僅部分時間段內有電流流過的情形。
本新型一個較佳實施例中，雙向導通開關300採用三端雙向可控矽開關（TRIAC），整流電路60採用圖5所示的電路，輸出控制電路採用圖12所示的電路，輸出控制電路30中第一開關31的電流輸入端連接全波整流橋61的電壓輸出端，第二開關32的電流輸出端連接全波整流橋61的接地輸出端。當交流電源100輸出的訊號位於正半週期且該磁場檢測電路20輸出低電平時，輸出控制電路30中第一開關31導通而第二開關32斷開，電流依次流過交流電源100、電機200、積體電路400的第一輸入端子、降壓電路（圖中未示出）、全波整流橋61的第二二極體612輸出端、輸出控制電路30的第一開關31，自輸出埠流向雙向導通開關300回到交流電源100。TRIAC300導通後，降壓電路500和磁感測器積體電路400形成的串聯支路被短路，磁感測器積體電路400因無供電電壓而停止輸出，而TRIAC300由於流過其兩個陽極之間的電流足夠大（高於其維持電流），在控制極與其第一陽極間無驅動電流的情況下，TRIAC300仍保持導通。當交流電源100輸出的訊號位於負半週期且該磁場檢測電路20輸出高電平時，輸出控制電路30中第一開關31斷開而第二開關32導通，電流從交流電源100流出，自雙向導通開關300流入輸出埠，經輸出控制電路30的第二開關32、全波整流橋61的接地輸出端和第一二極體611、積體電路400的第一輸入端子、電機200回到交流電源100。同樣的，TRIAC300導通後，磁感測器積體電路400因被短路而停止輸出短路，TRIAC300則可保持導通。當交流電源100輸出的訊號位於正半週期且該磁場檢測電路20輸出高電平，或者交流電源100輸出的訊號位於負半週期且該磁場檢測電路20輸出低電平，輸出控制電路30中第一開關31和第二開關32均不能導通, TRIAC300截止。由此，該輸出控制電路30可基於交流電源100的極性變化和磁場檢測資訊，使該積體電路控制雙向導通開關300以預定方式在導通與截止狀態之間切換，進而控制定子繞組116的通電方式，使定子產生的變化磁場配合轉子的磁場位置，只沿單個方向拖動轉子旋轉，從而保證電機每次通電時轉子具有固定的旋轉方向。
本新型實施例中，磁場檢測訊號為開關型檢測訊號，在電機的穩態階段，該開關型檢測訊號的開關切換頻率等於該交流電源的頻率的兩倍。
在本新型另一個實施例的電機組件中，電機可以與雙向導通開關串聯於外部交流電源兩端之間，電機與雙向導通開關串聯形成的第一串聯支路與降壓電路和磁感測器積體電路形成的第二串聯支路並聯。磁感測器積體電路的輸出埠與雙向導通開關連接，控制雙向導通開關以預定方式在導通與截止狀態之間切換，進而控制定子繞組的通電方式。
本新型實施例中的電機組件可以用於但不限於泵、風扇、家用電器、車輌等設備中，該家用電器例如可以是洗衣機、洗碗機、抽油煙機、排氣扇等。
可以理解，前面只是結合一種可能的應用對本新型的磁感測器積體電路做出的描述，本新型的磁感測器並不僅限於上述應用，例如，不僅用於電機驅動，還可用於其他具有磁場檢測的應用。
本實施例中，該磁感測器積體電路能夠直接連接市場交流電源，不需額外連接AC-DC轉換器件，使用起來方便簡單；且其內部的磁場檢測電路能夠有效對輸入電壓訊號進行增益放大、消除失調電壓和濾波等操作，使得磁場檢測電路輸出的，用於指示電機轉子磁場極性的訊號準確度大大提升。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
1‧‧‧輸入埠
2‧‧‧磁場檢測電路
3‧‧‧輸出埠
21‧‧‧磁感知元件
22‧‧‧訊號處理單元
23‧‧‧類比數位轉換單元
220‧‧‧折疊式級聯放大器
Z1‧‧‧第一斬波開關
IA‧‧‧斬波型放大器
A1‧‧‧第一放大器
Z2‧‧‧第二斬波開關
LPF‧‧‧低通濾波電路
4‧‧‧輸入埠
5‧‧‧輸出埠
110‧‧‧整流電路
120‧‧‧磁場檢測電路
130‧‧‧輸出控制電路
41‧‧‧第一輸入埠
42‧‧‧第二輸入埠
110、60‧‧‧整流電路
61‧‧‧全波整流橋
621‧‧‧穩壓二極體
611‧‧‧第一二極體
612‧‧‧第二二極體
613‧‧‧第三二極體
614‧‧‧第四二極體
VAC+‧‧‧第一輸入埠
VAC-‧‧‧第二輸入埠
VDD‧‧‧電壓輸出端
121‧‧‧霍爾感測器
122‧‧‧第一斬波開關
123‧‧‧放大器
124‧‧‧採樣保持電路
125‧‧‧濾波電路
126‧‧‧比較電路
11、12、13、14‧‧‧接線端子
16、18、19、20‧‧‧可切換開關
VCC‧‧‧電源端
P1‧‧‧輸出端
N1‧‧‧輸出端
Vcc‧‧‧電源
Z2‧‧‧第二斬波開關
A2‧‧‧第三放大器
F1‧‧‧第一濾波器
F2‧‧‧第二濾波器
C1‧‧‧第一比較器
C2‧‧‧第二比較器
S‧‧‧鎖存邏輯電路
31‧‧‧第一開關
32‧‧‧第二開關
Pout‧‧‧輸出埠
D1、D2‧‧‧二極體
R1、R2‧‧‧電阻
100‧‧‧交流電源
200‧‧‧電機
400‧‧‧積體電路
300‧‧‧雙向導通開關
500‧‧‧降壓電路
111‧‧‧轉子
112‧‧‧定子鐵心
116‧‧‧定子繞組
115‧‧‧極弧面
117‧‧‧起動槽
S1‧‧‧極軸
S2‧‧‧中心軸
114‧‧‧極部
121‧‧‧霍爾感測器
122‧‧‧第一斬波開關
123‧‧‧放大器
124‧‧‧採樣保持電路
125‧‧‧濾波電路
126‧‧‧比較電路
41‧‧‧第一輸入埠
42‧‧‧第二輸入埠
110‧‧‧整流電路
130‧‧‧輸出控制電路
120‧‧‧磁場檢測電路
5‧‧‧輸出埠

Claims (23)

  1. 一種磁感測器積體電路，包括用於連接外部電源的輸入埠、磁場檢測電路、輸出埠和輸出控制電路；
    該磁場檢測電路包括用於感知外部磁場並輸出檢測電訊號的磁感知元件、用於對該檢測電訊號進行放大去干擾處理的訊號處理單元以及用於將經過該訊號處理單元處理的檢測電訊號轉換為磁場檢測訊號的轉換單元；
    該輸出控制電路用於至少基於該磁場檢測訊號，使該磁感測器積體電路至少在自該輸出埠向外部流出電流的第一狀態和自外部向該輸出埠流入電流的第二狀態其中一個狀態下運行。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之磁感測器積體電路，其中，該檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括：
    用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的第一斬波開關；
    用於對經分離的偏差訊號和磁場訊號進行放大並將經放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和該基帶頻率的斬波型放大器；以及
    用於消除交換到該斬波頻率的偏差訊號的低通濾波電路。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之磁感測器積體電路，其中，該基帶頻率小於200赫茲和/或該斬波頻率大於100K赫茲。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之磁感測器積體電路，其中，該輸入埠用於連接外部交流電源，該基帶頻率與該交流電源的頻率成正比。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之磁感測器積體電路，其中，該輸入埠用於連接外部交流電源，該基帶頻率與該外部磁場的磁場變化頻率相等且等於該交流電源的頻率的兩倍。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之磁感測器積體電路，其中，該檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括：
    用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的斬波開關；
    用於消除分離到該基帶頻率的偏差訊號的高通濾波器；以及
    將該磁場訊號解調回基帶頻率的解調器。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之磁感測器積體電路，其中，該斬波型放大器包括依次連接的第一放大器和第二斬波開關；其中，
    該第一放大器包括折疊式級聯放大器，用於對該第一斬波開關輸出的偏差訊號和磁場訊號進行第一級放大；
    該第二斬波開關用於將經該第一放大器進行第一級放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和基帶頻率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之磁感測器積體電路，其中，該訊號處理單元還包括連接於該斬波型放大器和該低通濾波器之間的第二放大器，該第二放大器用於對經過交換的偏差訊號和磁場訊號進行第二級放大。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之磁感測器積體電路，其中，該第一放大器輸出一對差分訊號，該第二斬波開關被配置為在每個時鐘週期的後半週期將該對差分訊號互換輸出。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之磁感測器積體電路，其中，該訊號處理單元還包括：
    連接在該第二斬波開關和該低通濾波器之間的採樣保持電路，該採樣保持電路用於對經交換後的差分訊號中的每個訊號，在每個時鐘週期的前後兩個半週期內分別採集資料並分為兩路採樣訊號各自輸出。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之磁感測器積體電路，其中，該低通濾波電路包括第一濾波器，該第一濾波器用於對該採樣保持電路輸出的兩對採樣訊號分別進行相加處理，消除偏差訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之磁感測器積體電路，其中，該低通濾波電路還包括第二濾波器，該第二濾波器用於對該第一濾波器輸出的差分訊號進行濾波放大。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之磁感測器積體電路，其中，該轉換單元包括第一比較器、第二比較器和鎖存邏輯電路；其中，該第一比較器和第二比較器分別連接一對差分參考電壓及該低通濾波電路輸出的一對差分訊號，第一比較器和第二比較器的該對差分參考電壓反接;
    其中，該第一比較器被配置為輸出該濾波電路輸出的電壓訊號與一較高閾值的比較結果或該外部磁場的磁場強度與預定工作點的比較結果，第二比較器被配置為輸出該濾波電路輸出的電壓訊號與一較低閾值的比較結果或外部磁場的磁場強度與預定釋放點的比較結果；該鎖存邏輯電路被配置為第一比較器的比較結果是表示濾波電路輸出的電壓訊號大於該較高閾值或外部磁場的磁場強度達到預定工作點時使比較電路輸出第一電平，當第二比較器的比較結果是表示該濾波電路輸出的電壓訊號小於該較低閾值或外部磁場的磁場強度未達到預定釋放點時，使比較電路輸出與第一電平相反的第二電平，當該第一比較器和第二比較器的比較結果表示濾波電路輸出的電壓訊號處於該較高閾值和較低閾值低之間，或表示外部磁場的磁場強度在該工作點和該釋放點之間時，使比較電路的輸出保持原輸出狀態不變。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之磁感測器積體電路，其中，該輸出控制電路包括第一開關和第二開關，該第一開關與該輸出埠連接在第一電流通路中，該第二開關與該輸出埠連接在與該第一電流通路方向相反的第二電流通路，該第一開關和第二開關在該開關型檢測訊號的控制下選擇性地導通。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之磁感測器積體電路，其中，該輸出控制電路具有自該輸出埠向外流出電流的第一電流通路、自該輸出埠向內流入電流的第二電流通路、以及連接在該第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關，該開關由該磁場檢測電路輸出的磁場檢測資訊控制，使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導通。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之磁感測器積體電路，其中，該磁場檢測訊號為開關型檢測訊號，該輸入埠用於連接外部交流電源，該開關型檢測訊號的開關切換頻率與該交流電源的頻率成比例或等於該交流電源的頻率的兩倍。
  17. 一種磁感測器積體電路，包括用於連接外部電源的輸入埠、輸出埠及磁場檢測電路，該磁場檢測電路包括用於感知外部磁場並輸出檢測電訊號的磁感知元件、用於對該檢測電訊號進行放大去干擾處理的訊號處理單元以及用於將經過該訊號處理單元處理的檢測電訊號轉換為磁場檢測訊號的轉換單元，
    其中，該磁感知元件輸出的檢測電訊號包括磁場訊號和偏差訊號，該訊號處理單元包括：
    用於將該磁感知元件輸出的偏差訊號和磁場訊號分離到基帶頻率和斬波頻率的第一斬波開關；
    用於對經分離的偏差訊號和磁場訊號進行放大並將經放大的偏差訊號和磁場訊號交換到該斬波頻率和該基帶頻率的斬波型放大器；以及
    用於消除交換到該斬波頻率的偏差訊號的低通濾波電路。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之磁感測器積體電路，其中，該訊號處理單元具有如申請專利範圍第2-12項任一項中所述之訊號處理單元的特徵。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之磁感測器積體電路，其中，還包括與該輸入埠連接的整流電路，該磁場檢測電路由該整流電路的輸出電壓供電。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之磁感測器積體電路，其中，該磁場檢測訊號經該輸出埠向外輸出。
  21. 一種電機組件，其改良在於，包括電機和電機驅動電路，該電機驅動電路具有如申請專利範圍第1-20項之任一項中所述之磁感測器積體電路。
  22. 一種具有如申請專利範圍第21項所述之電機組件的應用設備。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之應用設備，其中，該應用設備為泵、風扇、家用電器或者車輛。
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