[發明專利]一種激光調值高精度霍爾傳感器及其激光調值方法

在審

• 申請號: 201810236423.1
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108534805A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張文偉
• 申請（專利權）人: 西安中科阿爾法電子科技有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

本發明涉及一種激光調值高精度霍爾傳感器及其激光調值方法，主要解決現有普通線性霍爾傳感器靈敏度變化較大、散差較大；可編程霍爾傳感器產品成本高、有時無法實現EEPROM的問題。該霍爾傳感器包括霍爾片、溫度調節電路、增益調節電路和補償調節電路；溫度調節電路包括緩沖跟隨器一、緩沖跟隨器二、可調電阻RIa、電阻RIb和運算放大器A1，所述可調電阻RIa和電阻RIb的數量均為兩個；增益調節電路包括電阻RF、可調電阻R33和可調電阻R32，補償調節電路包括可調電阻R30、可調電阻R31、電阻RX和電阻RF。同時，本發明還提供了基于上述霍爾傳感器的激光調值方法。

技術領域

本發明涉及線性霍爾傳感器領域，具體涉及一種激光調值高精度霍爾傳感器及其激光調值方法。

背景技術

線性霍爾傳感器廣泛應用于汽車、工廠自動化和新能源領域，用于測量位移、角度、速度和電流等物理量。半導體器件本身隨溫度的變化，特性會產生偏移，在半導體線性霍爾傳感器制作過程中，由于不可避免的工藝偏差，導致傳感器本身性能不一致，產生如下缺陷：1.線性霍爾傳感器的靈敏度隨溫度變化較大；2.不同批次的霍爾傳感器的靈敏度不一樣；3.無磁場時，各個霍爾傳感器的輸出不一樣，且散差較大，以上缺陷限制了線性霍爾傳感器的高端應用。

為解決上述問題，德國Micronas、Infineon、比利時Melexis等公司開發了可編程霍爾傳感器芯片，在芯片上集成了EEPROM，需客戶自己對芯片現場編程糾正這些誤差，但是此種方式導致了如下問題：1.EEPROM的集成電路模塊不是標準工藝庫中的模塊，需單獨購買，增加了產品成本；2.需要數字電路支撐該EEPROM，對于特定工藝，如雙極工藝，無法實現數字功能，因此無法實現EEPROM；3.針對每個器件EEPROM的編程，不可避免地要耗費人力物力，并且對勞動力的要求較高，提高了芯片的使用成本。

發明內容

本發明的目的是解決現有普通線性霍爾傳感器靈敏度變化較大、散差較大；可編程霍爾傳感器產品成本高、有時無法實現EEPROM的問題，提供一種可滿足零偏，高靈敏度和溫度穩定性的激光調值高精度霍爾傳感器及其激光調值方法。

本發明解決上述問題的技術方案是：

一種激光調值高精度霍爾傳感器，包括霍爾片、溫度調節電路、增益調節電路和補償調節電路；所述溫度調節電路包括緩沖跟隨器一、緩沖跟隨器二、可調電阻RIa、電阻RIb和運算放大器A1，所述可調電阻RIa和電阻RIb的數量均為兩個；所述緩沖跟隨器一的輸入端和緩沖跟隨器二的輸入端分別與霍爾片的兩個電壓輸出端連接，所述緩沖跟隨器一的輸出端通過可調電阻RIa、電阻RIb與運算放大器A1的正輸入端連接，所述緩沖跟隨器二的輸出端通過可調電阻RIa、電阻RIb與運算放大器A1的負輸入端連接，運算放大器A1的輸出端為霍爾傳感器的輸出端；所述增益調節電路包括電阻RF、可調電阻R33和可調電阻R32，所述電阻RF的輸入端與運算放大器A1的負輸入端連接，輸出端通過可調電阻R33接地，所述可調電阻R32的輸入端與電阻RF的輸出端連接，輸出端與運算放大器A1的輸出端連接；所述補償調節電路包括可調電阻R30、可調電阻R31、電阻RX和電阻RF，所述可調電阻R30的輸入端與霍爾片的電壓輸入端連接，輸出端通過可調電阻R31接地，所述電阻RX的輸入端與可調電阻R30的輸出端連接，輸出端通過電阻RF與運算放大器A1的正輸入端連接。

進一步地，所述補償調節電路設定霍爾傳感器的傳輸函數為：

其中：Vout-霍爾傳感器的輸出電壓；

V_H-緩沖跟隨器一或緩沖跟隨器二的輸出電壓；

RI-補償調節電路的等效輸入電阻；

Vs-電源電壓。

進一步地，所述可調電阻R32、可調電阻R33、可調電阻R30、可調電阻R31和可調電阻RIa均為CrSi薄膜電阻。