一种磁电阻继电器制造技术

一种磁电阻继电器，包括衬底、位于衬底之上的磁场激励线圈、磁电阻传感器、集成电路开关、以及激励信号输入、输出电极，外电路输入、输出电极，电源输入电极和地电极，磁场激励线圈两端分别连接激励信号输入、输出电极，磁电阻传感器将输出信号传输到集成电路开关，外电路输入、输出电极分别与集成电路开关相连，磁电阻传感器和所述集成电路开关的电源输入端和地端分别和电源输入电极和地电极相连，工作时，在磁场激励线圈中输入开或关控制信号，使之产生激励磁场作用于磁电阻传感器，集成电路开关接收磁电阻传感器的输出信号，从而实现对外电路的通或断操作，本发明专利技术具有操作简单、低功耗、小尺寸和长寿命特点。

【技术实现步骤摘要】
一种磁电阻继电器
本专利技术涉及磁性传感器领域，特别涉及一种磁电阻继电器。
技术介绍
继电器作为一种常用电子元器件用于控制电路的通断，常见的包括机械电子类继电器，通过激励线圈产生电磁场作用于继电器衔铁，通过控制衔铁的闭合和开启来控制电路的通断，机械电子继电器最大的问题在于依赖衔铁的机械闭合和开启，容易产生冲击，从而使得其寿命有限。另外一种常用的继电器还包括干簧管继电器，通过电磁场作用于干簧管，当电磁场启动时，干簧管产生闭合，电路导通，当电磁场小于所述启动磁场时，干簧管断开，干簧管继电器同样属于机械通断类型，同样容易产生冲击。类似于干簧管开关，磁阻传感器也可以设计成磁电阻开关，其优点在于，磁电阻开关没有机械通断的问题，通过电子开关进行控制通断，因此，其理论使用寿命可以是无限的，因此，如果将磁电阻开关通过集成电磁线圈的方法制造成磁电阻继电器，将可以取代干簧管，且性能上也将优于干簧管继电器，此外，磁电阻开关的问题还在于，常见的磁电阻开关输出的为数字信号，通过高电平和低电平信号。而适用于继电器的磁电阻开关，需要设计成模拟通断信号，并可以实现对外电路的接入和控制，具有一定的大功率功能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种设计成模拟通断信号，可以实现对外电路的接入和控制，具有一定的大功率功能的磁电阻继电器。本专利技术所提出的一种磁电阻继电器，包括衬底、位于衬底之上的磁场激励线圈、磁电阻传感器、集成电路开关、以及激励信号输入、输出电极，外电路输入、输出电极，电源输入电极和地电极，所述磁场激励线圈两端分别连接所述激励信号输入、输出电极，所述外电路输入、输出电极分别与所述集成电路开关相连，所述磁电阻传感器的电源输入端和地端分别和所述电源输入电极和所述地电极相连，所述集成电路开关的电源输入端和地端分别和所述电源输入电极和所述地电极相连，工作时，在所述磁场激励线圈中输入开或关控制信号，使之产生激励磁场作用于所述磁电阻传感器，所述集成电路开关接收所述磁电阻传感器的输出信号，从而实现对所述外电路的通或断操作。所述磁电阻传感器为TMR、GMR、或者AMR磁电阻传感器。所述磁电阻传感器为参考桥式磁电阻传感器或推挽桥式磁电阻传感器。所述参考桥式磁电阻传感器、所述推挽桥式磁电阻传感器为全桥、半桥或者准桥结构。所述磁场激励线圈为平面线圈或三维线圈。所述平面线圈为螺旋线圈，包括具有相反电流方向的两个区域，且任一所述区域均包括N个平行排列的长条直导线，所述长条直导线具有相同的长度和宽度，且长条直导线间的间距相同，所述N为正整数。所述推挽式磁电阻传感器的推臂和挽臂分别位于所述螺旋线圈的两个所述区域内，所述推臂和挽臂均包括M个磁电阻传感单元串，所述任一磁电阻传感单元串均包括K个磁电阻传感单元，M*K个所述磁电阻传感单元互联成两端口结构，所述磁电阻传感单元敏感轴垂直于所述区域的长条直导线，所述推臂的磁电阻传感单元在所对应的区域与N个所述平行排列的长条直导线的位置关系和所述挽臂的磁电阻传感单元在所对应的区域与N个所述平行排列的长条直导线位置关系相同，所述M、K均为正整数。所述参考桥式磁电阻传感器的参考臂和敏感臂均位于螺旋线圈的中心区域，所述中心区域没有导线，所述参考臂上方覆盖有一软磁通量屏蔽层。所述平面线圈包括交替排列的N条长条直导线1和长条直导线2，所述长条直导线1和长条直导线2平行，且任意相邻的长条直导线之间具有相同间距，且相邻长条直导线1和长条直导线2在两端串联连接，所述长条直导线1和长条直导线2具有相同的尺寸，且具有相反的电流方向。所述推挽式磁电阻传感器包括推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串，所述推磁电阻传感单元串和所述挽磁电阻传感单元串交替位于所述长条直导线1和所述长条直导线2的上方或者下方。所述参考桥式磁电阻传感器包括参考磁电阻传感单元串和敏感磁电阻传感单元串；所述参考磁电阻传感单元串位于所述相邻所述长条直导线1或者长条直导线2的中间位置的正上方或者正下方，所述敏感磁电阻传感单元串位于长条直导线1或者长条直导线2的正上方或者正下方。还包括磁屏蔽层，所述磁电阻传感器位于所述磁屏蔽层和所述磁场激励线圈之间。所述三维线圈为螺线管线圈，所述参考桥式磁电阻传感器包括参考磁电阻传感单元串和敏感磁电阻传感单元串；所述参考磁电阻传感单元串和敏感磁电阻传感单元串分别位于所述螺线管轴心处。所述三维线圈为两个串联连接的螺线管线圈，且两个螺线管线圈具有相反的缠绕方向，所述推挽式磁电阻传感器包括推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串，所述推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串分别位于两个所述螺线管轴心处。所述磁电阻继电器的工作模式为单点工作模式，则仅当所述激励线圈正向电流大于Ion-off时，所述集成电路开关从关断态转变导通态，仅当所述激励线圈正向电流小于Ion-off时，所述集成电路开关从导通态转变成关断态；或者所述磁电阻继电器的工作模式为双极工作模式，则仅当激励线圈正向电流大于Ion时，所述集成电路开关从关断态变成导通态，仅当激励线圈正向电流小于Ioff时，所述集成电路开关才会从导通态变成关断态；或者所述磁电阻继电器的工作模式为单极工作模式，则只有当激励线圈从正向电流大于Ion时，所述集成电路开关从关断态变为导通态，所述激励电流必须从反方向大于Ioff时，所述集成电路开关才会从导通态变成关断态；或者所述磁电阻继电器的工作模式为全极工作模式，则当所述激励线圈电路从正向大于Ion1时，所述集成电路开关从关断态变成导通态，当所述激励线圈从正向小于Ioff1时，所述集成电路开关从导通态变成关断态，或者所述激励线圈电路从负向大于-Ion1时，所述集成电路开关从关断态变成导通态，所述激励线圈电路从负向小于-Ioff1时，所述集成电路开关从导通态变成关断态。所述集成电路开关包括低通滤波器、放大器、比较器、驱动锁存控制电路，以及MOSFET管,所述低通滤波器连接所述磁电阻传感器输出信号，所述放大器连接所述低通滤波器，所述比较器连接所述放大器，所述比较器输出结果输送到所述驱动锁存控制电路，所述驱动锁存控制电路驱动所述MOSFET管的通断，所述MOSFET连接所述外电路。所述MOSFET管数量为两个，两个所述MOSFET管珊极互联，其中一个所述MOSFET管的源极和另一个所述MOSFET管的漏极互联，且所述两个互联栅极分别连接到所述驱动锁存控制电路上，所述两个MOSFET管剩下的源极和漏极两端连接所述外电路。附图说明图1为磁电阻继电器示意图；图2为磁电阻继电器截面图一；图3为磁电阻继电器截面图二；图4为磁电阻传感器结构图；图5为平面螺旋线圈及磁电阻传感器分布结构图一；图6为平面螺旋线圈及磁电阻传感器分布结构图二；图7为磁电阻传感器阵列在线圈上分布图一；图8为磁电阻传感器阵列在线圈上分布图二；图9为曲折平面线圈及推挽式磁电阻传感器分布结构图；图10为曲折平面线圈及参考桥式磁电阻传感器分布结构图；图11为三维螺线圈及参考桥式磁电阻传感器结构图；图12为三维螺线圈及推挽式磁电阻传感器结构图；图13为磁电阻继电器的单点操作模式图；图14为磁电阻继电器的双极操作模式图；图15为磁电阻继电器的单极操作模式图；图16为磁电阻继电器的全级工作模式图；图17为磁电阻继电器的信号处理图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁电阻继电器，其特征在于，包括衬底、位于衬底之上的磁场激励线圈、磁电阻传感器、集成电路开关、以及激励信号输入、输出电极，外电路输入、输出电极，电源输入电极和地电极，所述磁场激励线圈两端分别连接所述激励信号输入、输出电极，所述外电路输入、输出电极分别与所述集成电路开关相连，所述磁电阻传感器的电源输入端和地端分别和所述电源输入电极和所述地电极相连，所述集成电路开关的电源输入端和地端分别和所述电源输入电极和所述地电极相连，工作时，在所述磁场激励线圈中输入开或关控制信号，使之产生激励磁场作用于所述磁电阻传感器，所述集成电路开关接收所述磁电阻传感器的输出信号，从而实现对所述外电路的通或断操作。

【技术特征摘要】
1.一种磁电阻继电器，其特征在于，包括衬底、位于衬底之上的磁场激励线圈、磁电阻传感器、集成电路开关、以及激励信号输入、输出电极，外电路输入、输出电极，电源输入电极和地电极，所述磁场激励线圈两端分别连接所述激励信号输入、输出电极，所述外电路输入、输出电极分别与所述集成电路开关相连，所述磁电阻传感器的电源输入端和地端分别和所述电源输入电极和所述地电极相连，所述集成电路开关的电源输入端和地端分别和所述电源输入电极和所述地电极相连，工作时，在所述磁场激励线圈中输入开或关控制信号，使之产生激励磁场作用于所述磁电阻传感器，所述集成电路开关接收所述磁电阻传感器的输出信号，从而实现对所述外电路的通或断操作，所述磁电阻传感器为TMR、GMR、或者AMR磁电阻传感器，所述磁电阻传感器为参考桥式磁电阻传感器或推挽桥式磁电阻传感器，所述参考桥式磁电阻传感器、所述推挽桥式磁电阻传感器为全桥、半桥或者准桥结构，所述磁场激励线圈为平面线圈或三维线圈。2.根据权利要求1所述的一种磁电阻继电器，其特征在于，所述平面线圈为螺旋线圈，包括具有相反电流方向的两个区域，且任一所述区域均包括N个平行排列的长条直导线，所述长条直导线具有相同的长度和宽度，且长条直导线间的间距相同，所述N为正整数。3.根据权利要求2所述的一种磁电阻继电器，其特征在于，所述推挽桥式磁电阻传感器的推臂和挽臂分别位于所述螺旋线圈的两个所述区域内，所述推臂和挽臂均包括M个磁电阻传感单元串，所述任一磁电阻传感单元串均包括K个磁电阻传感单元，M*K个所述磁电阻传感单元互联成两端口结构，所述磁电阻传感单元敏感轴垂直于所述区域的长条直导线，所述推臂的磁电阻传感单元在所对应的区域与N个所述平行排列的长条直导线的位置关系和所述挽臂的磁电阻传感单元在所对应的区域与N个所述平行排列的长条直导线位置关系相同，所述M、K均为正整数。4.根据权利要求2所述的一种磁电阻继电器，其特征在于，所述参考桥式磁电阻传感器的参考臂和敏感臂均位于螺旋线圈的中心区域，所述中心区域没有导线，所述参考臂上方覆盖有一软磁通量屏蔽层。5.根据权利要求1所述的一种磁电阻继电器，其特征在于，所述平面线圈包括交替排列的N条长条直导线1和长条直导线2，所述长条直导线1和长条直导线2平行，且任意相邻的长条直导线之间具有相同间距，且相邻长条直导线1和长条直导线2在两端串联连接，所述长条直导线1和长条直导线2具有相同的尺寸，且具有相反的电流方向。6.根据权利要求5所述的一种磁电阻继电器，其特征在于，所述推挽桥式磁电阻传感器包括推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串，所述推磁电阻传感单元串和所述挽磁电阻传感单元串交替位于所述长条直导线1和所述长条直导线2的上方或者下方。7.根据权利要求5所述的一种磁电阻继电器，其特征在于，所述参考桥式磁电阻传感器包括参考磁电阻传感单元串和敏感磁电阻传感单元串；所述参考磁电阻传感单元串位于所述相邻长条直导线1或者长条直导线2的中间位...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志敏，詹姆斯·G·迪克，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32