霍尔电动势信号检测电路以及电流传感器制造技术

在霍尔电动势信号检测电路中，抑制阻碍高精度的霍尔电动势信号检测的尖峰状的误差信号的变动。为此，在通过旋转电流法驱动多个霍尔元件且利用了多个跨导放大器的霍尔电动势信号检测电路中，从反馈网络控制器(32)向霍尔信号反馈网络(31)和输出信号反馈网络(20)供给基准信号(Vcom)，其中，该霍尔信号反馈网络(31)进行反馈控制以使多个霍尔元件的霍尔电动势信号的公共电压与基准信号(Vcom)一致，该输出信号反馈网络(20)对将输出电压与基准信号(Vcom)之差分压所得到的电压进行反馈。由此，抑制尖峰信号的变动。

Holzer electromotive force signal detecting circuit and current sensor

In the Holzer electromotive force signal detection circuit, the fluctuation of the peak error signal that prevents the detection of high-precision Holzer electromotive force signals is suppressed. Therefore, in the current method by rotating the drive multiple components and the use of the Holzer Holzer EMF signal detection circuit for a transconductance amplifier, feedback from the network controller (32) feedback network signal to Holzer (31) and the output signal of the feedback network (20) supplies a reference signal (Vcom), among them, the Holzer signal feedback the network (31) feedback control in order to make public Holzer voltage electromotive force signal of a plurality of Holzer elements with a reference signal (Vcom), the output signal of the feedback network (20) of the output voltage and the reference signal (Vcom) the difference between the divided voltage obtained by the feedback. Thereby, the fluctuation of the peak signal is suppressed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】霍尔电动势信号检测电路以及电流传感器
本专利技术涉及一种霍尔电动势信号检测电路以及电流传感器，更详细地说，涉及一种将霍尔元件的基于旋转电流法的偏移消除单元与连续时间信号处理电路组合而形成的霍尔电动势信号检测电路以及电流传感器。
技术介绍
使用霍尔元件的磁传感器不仅作为检测磁体的位置信息的传感器而在接近传感器、线性位置传感器、旋转角度传感器等中使用，还在如下的电流传感器的用途中被广泛利用，该电流传感器通过对由流过电流导体的电流感应而产生的磁场进行检测，来以非接触的方式对流过电流导体的电流量进行测定。特别是，在用于对电动机的逆变器电流进行检测的电流传感器中，要求高精度地检测以高频进行切换的逆变器的电流，以使电动机控制高效化。在测定逆变器的电流的用途中使用利用了霍尔元件的磁传感器的情况下，对磁传感器要求与信号频带有关的宽频带特性、与信号处理延迟时间有关的高速响应特性、与信号品质有关的低噪声特性等。因此，在这样的情况下，作为对霍尔元件中产生的霍尔电动势信号进行信号处理的电路方式，在连续时间内进行信号处理的连续时间信号处理电路比进行离散时间化即采样的离散时间信号处理电路更加有利。该连续时间信号处理电路不存在将因离散时间化(采样)而产生的噪声折回的现象，因此在因逆变器的切换而产生的高频噪声多的环境中使用的情况下，该连续时间信号处理电路是特别优选的电路结构。在霍尔元件中，存在即使在磁场为零的状态即无磁场的状态下也输出不为零的有限电压这样的偏移电压(不平衡电压)。因此，在利用了霍尔元件的磁传感器中，一般为了消除霍尔元件所具有的偏移电压，多数情况下是利用以旋转电流(Spinningcurrent)法或连接换向(Connectioncommutation)法之类的名称而被知晓的霍尔元件的驱动方法。该方法是如在后面记述的那样进行如下操作的方法：按照被称为斩波时钟的时钟来周期性地替换用于使驱动电流流向霍尔元件的端子对的位置以及用于检测霍尔电动势信号的端子对的位置。另外，近年来，为了使磁传感器更加小型化而利用能够与CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)电路一体地形成的硅霍尔元件。例如，专利文献1中公开了一种利用了该硅霍尔元件和旋转电流法的连续时间型的霍尔电动势信号检测电路。在该文献中，使用利用了晶体管差动对的跨导放大器(以下也简称为Gm放大器)构成了用于对霍尔电动势信号进行放大的信号放大装置。Gm放大器输入阻抗高而适于输出微弱的信号的霍尔元件的信号放大装置。专利文献1：日本特开2013-178229号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所记载的利用硅霍尔元件和旋转电流法的连续时间型的霍尔电动势信号检测电路中，有时残留尖峰状的误差信号并且该尖峰状的误差信号发生变动。专利技术者们发现，为了实现利用了连续时间型信号处理的进一步高精度的电流传感器，需要抑制上述的尖峰状的误差信号的变动。也就是说，专利技术者们追求使霍尔电动势信号检测电路和具备该霍尔电动势信号检测电路的电流传感器进一步高精度化的结果是利用专利文献1所记载的技术无法满足进一步高精度化。本专利技术是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，在利用了多个跨导放大器以及通过旋转电流法被驱动的多个霍尔元件的霍尔电动势信号检测电路中，抑制阻碍高精度的霍尔电动势信号检测的尖峰状的误差信号的变动。用于解决问题的方案基于本专利技术的一个方式的霍尔电动势信号检测电路的特征在于，具备：第一霍尔元件，其具有多个端子；第二霍尔元件，其具有多个端子；第一驱动电流供给部，其向所述第一霍尔元件的多个端子以第一顺序供给驱动电流，以使所述第一霍尔元件生成第一霍尔电动势信号；第二驱动电流供给部，其向所述第二霍尔元件的多个端子以第二顺序供给驱动电流，以使所述第二霍尔元件生成第二霍尔电动势信号，其中，所述第二顺序是使对该第二霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性与对所述第一霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性相反的顺序；第一反馈控制部，其进行反馈控制以使所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的公共电压与基准电压一致；第一跨导放大器，其将所述第一霍尔电动势信号转换为第一电流；第二跨导放大器，其将所述第二霍尔电动势信号转换为第二电流；反馈部，其对将输出电压与所述基准电压之差分压所得到的电压进行反馈；调制开关，其对进行所述分压所得到的电压进行调制；反馈用跨导放大器，其将进行所述调制后的电压转换为反馈电流；电流加法部，其将所述第一电流、所述第二电流以及所述反馈电流相加；解调开关，其对所述电流加法部的输出信号进行解调；输出级，其将由所述解调开关解调后的信号放大后作为所述输出电压输出；以及基准信号生成电路，其生成所述基准电压。另外，基于本专利技术的其它方式的霍尔电动势信号检测电路的特征在于，具备：第一霍尔元件，其具有多个端子；第二霍尔元件，其具有多个端子；第一驱动电流供给部，其向所述第一霍尔元件的多个端子以第一顺序供给驱动电流，以使所述第一霍尔元件生成第一霍尔电动势信号；第二驱动电流供给部，其向所述第二霍尔元件的多个端子以第二顺序供给驱动电流，以使所述第二霍尔元件生成第二霍尔电动势信号，其中，所述第二顺序是使对该第二霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性与对所述第一霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性相反的顺序；第一反馈控制部，其进行反馈控制以使所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的公共电压与第一基准电压一致；第一跨导放大器，其将所述第一霍尔电动势信号转换为第一电流；第二跨导放大器，其将所述第二霍尔电动势信号转换为第二电流；反馈部，其对将输出电压与第二基准电压之差分压所得到的电压进行反馈；调制开关，其对进行所述分压所得到的电压进行调制；反馈用跨导放大器，其将进行所述调制后的电压转换为反馈电流；电流加法部，其将所述第一电流、所述第二电流以及所述反馈电流相加；解调开关，其对所述电流加法部的输出信号进行解调；输出级，其将由所述解调开关解调后的信号放大后作为所述输出电压输出；以及基准信号生成电路，其生成所述第一基准电压和所述第二基准电压，其中，所述第一基准电压和所述第二基准电压是基于具有规定的输出温度特性的单一的电压源生成的。另外，基于本专利技术的其它方式的霍尔电动势信号检测电路的特征在于，具备：第一霍尔元件，其具有多个端子；第二霍尔元件，其具有多个端子；第一驱动电流供给部，其向所述第一霍尔元件的多个端子以第一顺序供给驱动电流，以使所述第一霍尔元件生成第一霍尔电动势信号；第二驱动电流供给部，其向所述第二霍尔元件的多个端子以第二顺序供给驱动电流，以使所述第二霍尔元件生成第二霍尔电动势信号，其中，所述第二顺序是使对该第二霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性与对所述第一霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性相反的顺序；第一反馈控制部，其计算所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的平均公共电压，并基于计算出的平均公共电压来进行反馈控制，以使所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的公共电压与基准电压一致；第一跨导放大器，其将所述第一霍尔电动势信号转换为第一电流；第二跨导放大器，其将所述第二霍尔电动势信号转换为第二电流；以及电流加法部，其将所述第一电流和所述第二电流相加，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，具备：第一霍尔元件，其具有多个端子；第二霍尔元件，其具有多个端子；第一驱动电流供给部，其向所述第一霍尔元件的多个端子以第一顺序供给驱动电流，以使所述第一霍尔元件生成第一霍尔电动势信号；第二驱动电流供给部，其向所述第二霍尔元件的多个端子以第二顺序供给驱动电流，以使所述第二霍尔元件生成第二霍尔电动势信号，其中，所述第二顺序是使对该第二霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性与对所述第一霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性相反的顺序；第一反馈控制部，其进行反馈控制以使所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的公共电压与基准电压一致；第一跨导放大器，其将所述第一霍尔电动势信号转换为第一电流；第二跨导放大器，其将所述第二霍尔电动势信号转换为第二电流；反馈部，其对将输出电压与所述基准电压之差分压所得到的电压进行反馈；调制开关，其对进行所述分压所得到的电压进行调制；反馈用跨导放大器，其将进行所述调制后的电压转换为反馈电流；电流加法部，其将所述第一电流、所述第二电流以及所述反馈电流相加；解调开关，其对所述电流加法部的输出信号进行解调；输出级，其将由所述解调开关解调后的信号放大后作为所述输出电压输出；以及基准信号生成电路，其生成所述基准电压。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.26 JP 2014-1966751.一种霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，具备：第一霍尔元件，其具有多个端子；第二霍尔元件，其具有多个端子；第一驱动电流供给部，其向所述第一霍尔元件的多个端子以第一顺序供给驱动电流，以使所述第一霍尔元件生成第一霍尔电动势信号；第二驱动电流供给部，其向所述第二霍尔元件的多个端子以第二顺序供给驱动电流，以使所述第二霍尔元件生成第二霍尔电动势信号，其中，所述第二顺序是使对该第二霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性与对所述第一霍尔电动势信号叠加的尖峰分量的极性相反的顺序；第一反馈控制部，其进行反馈控制以使所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的公共电压与基准电压一致；第一跨导放大器，其将所述第一霍尔电动势信号转换为第一电流；第二跨导放大器，其将所述第二霍尔电动势信号转换为第二电流；反馈部，其对将输出电压与所述基准电压之差分压所得到的电压进行反馈；调制开关，其对进行所述分压所得到的电压进行调制；反馈用跨导放大器，其将进行所述调制后的电压转换为反馈电流；电流加法部，其将所述第一电流、所述第二电流以及所述反馈电流相加；解调开关，其对所述电流加法部的输出信号进行解调；输出级，其将由所述解调开关解调后的信号放大后作为所述输出电压输出；以及基准信号生成电路，其生成所述基准电压。2.根据权利要求1所述的霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，所述第一反馈控制部具备：多个霍尔公共电压计算部，其计算所述第一霍尔电动势信号和所述第二霍尔电动势信号的平均公共电压；以及多个霍尔公共电压控制部，所述多个霍尔公共电压控制部具备：比较器，其根据由所述多个霍尔公共电压计算部计算出的平均公共电压与所述基准电压之间的比较结果，来输出使所述平均公共电压与所述基准电压一致的多个霍尔公共电压控制信号；以及可变电流源，其基于从该比较器输出的所述多个霍尔公共电压控制信号来生成霍尔驱动校正电流，并向所述第一驱动电流供给部和所述第二驱动电流供给部输出该霍尔驱动校正电流。3.根据权利要求1所述的霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，还具备：第三霍尔元件，其具有多个端子；第四霍尔元件，其具有多个端子；第三驱动电流供给部，其向所述第三霍尔元件的多个端子以所述第一顺序供给驱动电流，以使所述第三霍尔元件生成第三霍尔电动势信号；第四驱动电流供给部，其向所述第四霍尔元件的多个端子以所述第二顺序供给驱动电流，以使所述第四霍尔元件生成第四霍尔电动势信号；第三跨导放大器，其将所述第三霍尔电动势信号转换为第三电流；以及第四跨导放大器，其将所述第四霍尔电动势信号转换为第四电流，所述第一反馈控制部进行反馈控制，以使所述第一霍尔电动势信号、所述第二霍尔电动势信号、所述第三霍尔电动势信号以及所述第四霍尔电动势信号的公共电压与所述基准电压一致，所述电流加法部将所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流、所述第四电流以及所述反馈电流相加。4.根据权利要求3所述的霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，所述第一反馈控制部具备：多个霍尔公共电压计算部，其计算所述第一霍尔电动势信号、所述第二霍尔电动势信号、所述第三霍尔电动势信号以及所述第四霍尔电动势信号的平均公共电压；以及多个霍尔公共电压控制部，所述多个霍尔公共电压控制部具备：比较器，其根据由所述多个霍尔公共电压计算部计算出的平均公共电压与所述基准电压之间的比较结果，来输出使所述平均公共电压与所述基准电压一致的多个霍尔公共电压控制信号；以及可变电流源，其基于来自该比较器的多个霍尔公共电压控制信号来生成霍尔驱动校正电流，并向所述第一驱动电流供给部、所述第二驱动电流供给部、所述第三驱动电流供给部以及所述第四驱动电流供给部输出该霍尔驱动校正电流。5.根据权利要求3或4所述的霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，所述第一反馈控制部基于所述第一霍尔电动势信号、所述第二霍尔电动势信号、所述第三霍尔电动势信号以及所述第四霍尔电动势信号中的所叠加的尖峰分量的极性互不相同的两个信号来进行所述反馈控制。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的霍尔电动势信号检测电路，其特征在于，还具备第二反馈控制部，该第二反馈控制部被输入所述输出电压和所述基准电压，并进行反馈控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村威信，西村好康，野平隆二，
申请(专利权)人：旭化成微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP