[發(fā)明專利]霍爾電動勢信號檢測電路以及電流傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580051971.1
• 申請日: 2015-09-25
• 公開（公告）號: CN106716149B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村威信;西村好康;野平隆二
• 申請（專利權(quán)）人: 旭化成微電子株式會社
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

在霍爾電動勢信號檢測電路中，抑制阻礙高精度的霍爾電動勢信號檢測的尖峰狀的誤差信號的變動。為此，在通過旋轉(zhuǎn)電流法驅(qū)動多個霍爾元件且利用了多個跨導(dǎo)放大器的霍爾電動勢信號檢測電路中，從反饋網(wǎng)絡(luò)控制器(32)向霍爾信號反饋網(wǎng)絡(luò)(31)和輸出信號反饋網(wǎng)絡(luò)(20)供給基準(zhǔn)信號(Vcom)，其中，該霍爾信號反饋網(wǎng)絡(luò)(31)進(jìn)行反饋控制以使多個霍爾元件的霍爾電動勢信號的公共電壓與基準(zhǔn)信號(Vcom)一致，該輸出信號反饋網(wǎng)絡(luò)(20)對將輸出電壓與基準(zhǔn)信號(Vcom)之差分壓所得到的電壓進(jìn)行反饋。由此，抑制尖峰信號的變動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種霍爾電動勢信號檢測電路以及電流傳感器，更詳細(xì)地說，涉及一種將霍爾元件的基于旋轉(zhuǎn)電流法的偏移消除單元與連續(xù)時間信號處理電路組合而形成的霍爾電動勢信號檢測電路以及電流傳感器。

背景技術(shù)

使用霍爾元件的磁傳感器不僅作為檢測磁體的位置信息的傳感器而在接近傳感器、線性位置傳感器、旋轉(zhuǎn)角度傳感器等中使用，還在如下的電流傳感器的用途中被廣泛利用，該電流傳感器通過對由流過電流導(dǎo)體的電流感應(yīng)而產(chǎn)生的磁場進(jìn)行檢測，來以非接觸的方式對流過電流導(dǎo)體的電流量進(jìn)行測定。特別是，在用于對電動機(jī)的逆變器電流進(jìn)行檢測的電流傳感器中，要求高精度地檢測以高頻進(jìn)行切換的逆變器的電流，以使電動機(jī)控制高效化。

在測定逆變器的電流的用途中使用利用了霍爾元件的磁傳感器的情況下，對磁傳感器要求與信號頻帶有關(guān)的寬頻帶特性、與信號處理延遲時間有關(guān)的高速響應(yīng)特性、與信號品質(zhì)有關(guān)的低噪聲特性等。因此，在這樣的情況下，作為對霍爾元件中產(chǎn)生的霍爾電動勢信號進(jìn)行信號處理的電路方式，在連續(xù)時間內(nèi)進(jìn)行信號處理的連續(xù)時間信號處理電路比進(jìn)行離散時間化即采樣的離散時間信號處理電路更加有利。該連續(xù)時間信號處理電路不存在將因離散時間化(采樣)而產(chǎn)生的噪聲折回的現(xiàn)象，因此在因逆變器的切換而產(chǎn)生的高頻噪聲多的環(huán)境中使用的情況下，該連續(xù)時間信號處理電路是特別優(yōu)選的電路結(jié)構(gòu)。

在霍爾元件中，存在即使在磁場為零的狀態(tài)即無磁場的狀態(tài)下也輸出不為零的有限電壓這樣的偏移電壓(不平衡電壓)。因此，在利用了霍爾元件的磁傳感器中，一般為了消除霍爾元件所具有的偏移電壓，多數(shù)情況下是利用以旋轉(zhuǎn)電流(Spinning current)法或連接換向(Connection commutation)法之類的名稱而被知曉的霍爾元件的驅(qū)動方法。該方法是如在后面記述的那樣進(jìn)行如下操作的方法：按照被稱為斬波時鐘的時鐘來周期性地替換用于使驅(qū)動電流流向霍爾元件的端子對的位置以及用于檢測霍爾電動勢信號的端子對的位置。

另外，近年來，為了使磁傳感器更加小型化而利用能夠與CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)電路一體地形成的硅霍爾元件。

例如，專利文獻(xiàn)1中公開了一種利用了該硅霍爾元件和旋轉(zhuǎn)電流法的連續(xù)時間型的霍爾電動勢信號檢測電路。在該文獻(xiàn)中，使用利用了晶體管差動對的跨導(dǎo)放大器(以下也簡稱為Gm放大器)構(gòu)成了用于對霍爾電動勢信號進(jìn)行放大的信號放大裝置。Gm放大器輸入阻抗高而適于輸出微弱的信號的霍爾元件的信號放大裝置。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-178229號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

在專利文獻(xiàn)1所記載的利用硅霍爾元件和旋轉(zhuǎn)電流法的連續(xù)時間型的霍爾電動勢信號檢測電路中，有時殘留尖峰狀的誤差信號并且該尖峰狀的誤差信號發(fā)生變動。發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)利用了連續(xù)時間型信號處理的進(jìn)一步高精度的電流傳感器，需要抑制上述的尖峰狀的誤差信號的變動。

也就是說，發(fā)明者們追求使霍爾電動勢信號檢測電路和具備該霍爾電動勢信號檢測電路的電流傳感器進(jìn)一步高精度化的結(jié)果是利用專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)無法滿足進(jìn)一步高精度化。