高压霍尔位置传感器芯片稳压电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，包括：高压晶体管M1，高压晶体管M1的漏极与电源VDD连接；电压基准和增益单元，电压基准和增益单元的输入端与高压晶体管M1的源极连接，电压基准和增益单元的输出端与高压晶体管M1的栅极连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有以下优点：解决了电机用霍尔位置传感器电源端的耐高压问题，使得传感器芯片的可靠性有了实质性的提高；整体稳压电路结构简单，高压器件少；解决了霍尔传感器低电压正常工作的问题，和一般稳压电路相比具有更低的工作电压。

High voltage Holzer position sensor chip regulator circuit

The utility model provides a voltage stabilizing circuit for a high voltage Hall position sensor chip, which comprises a high voltage transistor M1, a drain of a high voltage transistor M1 connected to a power VDD, a voltage reference and a gain unit, an input of a voltage reference and a gain unit connected to a source of a high voltage transistor M1, and an output of a voltage reference and a gain unit. It is connected with the gate of the high voltage transistor M1. Compared with the prior art, the utility model has the following advantages: solving the problem of resisting high voltage at the power supply end of the Hall position sensor for motor, substantially improving the reliability of the sensor chip; having a simple integral voltage stabilizing circuit and fewer high voltage devices; solving the problem of normal operation of the Hall position sensor at low voltage; Compared with general voltage regulator circuit, it has lower working voltage.

【技术实现步骤摘要】
高压霍尔位置传感器芯片稳压电路
本技术涉及一种高压霍尔位置传感器芯片稳压电路。
技术介绍
霍尔效应磁传感器广泛的应用于各行各业。在无刷电机领域，霍尔传感器用于无刷电机内部磁钢位置的检测，并实时输出其位置信号给电机控制器用于电机转动控制。随着无刷电机制作工艺的成熟和对性能要求的提高，对于霍尔传感器芯片的要求也在提高，主要体现在以下几个方面：1)高耐压：随着电动交通工具的发展，人们希望交通工具能更快更远的行驶，这就需要选用更大容量及更高电压的电池供电系统。对于置于电机内部用于检测磁钢位置的霍尔位置传感器芯片来说，随着电机供电电压的升高，对芯片的端口耐压也有了新的需求。2)低电压工作：电机控制器的内部主控芯片(MCU，DSP等)都向着降低工作电压方向发展，如从原来的5V供电向着3.3V供电发展。这也带动了霍尔位置传感器芯片在低电压下工作的需求。3)宽工作温度范围：电机工作温度范围广，需要适应-40度到150度甚至到更高的温度范围，而霍尔位置传感器芯片和电机本体是在一起的，这就需要传感器芯片也能适应宽的工作温度范围。4)小型封装体积要求：霍尔传感器作为磁钢位置检测需要插入到电机内部，电机本身内部空间有限，需要霍尔传感器芯片的封装体积尽量小。图1为现有的直流无刷电机系统100。一般直流无刷电机主要有三个部分组成。电机供电系统101，电机控制及驱动器102以及电机本体103和三个霍尔位置传感器芯片104。其中105为电机供电的三相UVW电源，以及三个霍尔位置传感器芯片的电源、地及三根对应的位置反馈信号线。一般三相UVW电源105这几根线在实际应用中都是捆绑在一起进行连接的。电机在转动过程中，UVW线上会产生方波波形，其最高电压可以达到电机供电系统的电压值。由于线束之间有杂散的寄生电容和电感的存在，其霍尔传感器信号线会受到UVW线的干扰也会产生很高的电压尖峰。经实际测试，其尖峰电压偶尔甚至比电机供电电压还高出1.5倍到2倍。另外插入到电机内部的芯片，在电机转动过程中会受到由电机线圈产生很多高频高压的尖峰电压。为了使得这些尖峰电压不至于损毁霍尔传感器芯片，这就需要芯片自身要有很高的耐高压特性。假设如果电机供电电压是48V，为了是霍尔传感器芯片安全可靠，必须将芯片的耐压提高到72V甚至96V以上。如果电机供电电压的进一步提高，相对于对霍尔传感器芯片的耐压要求也要相应的提高。图2是一般霍尔传感器芯片的内部功能框图200。芯片供电电源VDD进来后需要经过稳压模块201进行稳压，产生VREG电压给芯片内部电路模块供电。202包含了霍尔传感器单元，放大器，比较器，驱动电路等主信号处理模块，之后由MOSFET或NPN203通过漏极开路或集电极开路输出(openDrain或openCollect)。因为不是超高压设计，漏极开路或集电极开路输出的输出管耐压一般在80V以下，在实际工作中还是会发现损毁的现象。图3介绍一般霍尔传感器芯片的稳压模块电路结构300。为了兼顾内部稳压电压VREG的高频动态稳压特性，输出功率管301一般会选用NPN或NMOSFET作为输出调整管，但这样VDD和VREG的压差就不能做小，对应的芯片就不能在较低的电源电压下工作。同时输出调整管301在电源刚上电时需要高压启动电路304来完成电路工作状态的建立，这样就增加了电路的复杂性，而且因为电路需要用到的高压管较多，增加了芯片面积，芯片小型化封装会受到限制。所以电源端的耐压一般只能做到100V以下。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术目的在于提供一种确保芯片电源输入端和输出端都具有耐高压特性兼顾VDD和VREG的低压差且结构简单、适应芯片小型性封装的高压霍尔位置传感器芯片稳压电路。为解决上述技术问题，本技术提供一种高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，包括：高压晶体管M1，所述高压晶体管M1的漏极与电源VDD连接；电压基准和增益单元，所述电压基准和增益单元的输入端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述电压基准和增益单元的输出端与所述高压晶体管M1的栅极连接。优选地，所述高压晶体管M1为结型场效应管或耗尽型晶体管。优选地，所述电压基准和增益单元包括相互连接的电压基准和增益组件及输出极；其中所述电压基准和增益组件的输入端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述输出极与所述高压晶体管M1的栅极连接。优选地，所述电压基准和增益组件包括：三极管Q1，所述三极管Q1的集电极、所述三极管Q1的基极分别与所述高压晶体管M1的源极连接；电阻R2，所述电阻R2的一端与所述三极管Q1的发射极连接；三极管组件Q3，所述三极管组件Q3的集电极与所述电阻R2的另一端连接；电阻R4，所述电阻R4的一端与所述三极管组件Q3的发射极连接，所述电阻R4的另一端接地；电阻R3，所述电阻R3的一端与所述三极管Q1的发射极连接；三极管Q2，所述三极管Q2的集电极与所述电阻R3的另一端连接，所述三极管Q2的集电极与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极接地。优选地，所述输出极包括：电阻R1，所述电阻R1的一端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述电阻R1的另一端与所述高压晶体管M1的栅极连接；三极管Q4，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R1的另一端连接，所述三极管Q4的集电极与所述高压晶体管M1的栅极连接，所述三极管Q4的基极与所述三极管组件Q3的发射极连接，所述三极管Q4的发射极接地。优选地，所述三极管组件Q3包括一个三极管或多个并联的三极管。优选地，所述高压霍尔位置传感器芯片稳压电路还包括反馈单元，所述反馈单元的的输入端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述反馈单元的输出端与所述电压基准和增益组件的输入端连接。优选地，所述反馈单元包括：电阻R5，所述电阻R5的一端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述电阻R5的另一端与所述三极管Q1的基极连接；电阻R6，所述电阻R6的一端与所述电阻R5的另一端连接，所述电阻R6的一端与所述三极管Q1的基极连接，所述电阻R6的另一端接地。与现有技术相比，本技术高压霍尔位置传感器芯片稳压电路具有以下优点：1)解决了电机用霍尔位置传感器电源端的耐高压问题，使得传感器芯片的可靠性有了实质性的提高；2)整体稳压电路结构简单，高压器件少；3)解决了霍尔传感器低电压正常工作的问题，和一般稳压电路相比具有更低的工作电压。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征目的和优点将会变得更明显。图1为现有技术直流无刷电机系统原理图；图2为现有技术霍尔传感器芯片的内部功能框图；图3为现有技术霍尔传感器芯片的稳压模块电路图；图4为本技术高压霍尔位置传感器芯片稳压电路的内部功能框图；图5为本技术高压霍尔位置传感器芯片稳压电路实施例一电路图；图6为本技术高压霍尔位置传感器芯片稳压电路实施例二电路图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和修改。整体芯片采用高耐压设计。芯片电源输入端的稳压电路内部采用JFET或DepletionMO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，其特征在于，包括：高压晶体管M1，所述高压晶体管M1的漏极与电源VDD连接；电压基准和增益单元，所述电压基准和增益单元的输入端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述电压基准和增益单元的输出端与所述高压晶体管M1的栅极连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，其特征在于，包括：高压晶体管M1，所述高压晶体管M1的漏极与电源VDD连接；电压基准和增益单元，所述电压基准和增益单元的输入端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述电压基准和增益单元的输出端与所述高压晶体管M1的栅极连接。2.根据权利要求1所述的高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，其特征在于，所述高压晶体管M1为结型场效应管或耗尽型晶体管。3.根据权利要求2所述的高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，其特征在于，所述电压基准和增益单元包括相互连接的电压基准和增益组件及输出极；其中所述电压基准和增益组件的输入端与所述高压晶体管M1的源极连接，所述输出极与所述高压晶体管M1的栅极连接。4.根据权利要求3所述的高压霍尔位置传感器芯片稳压电路，其特征在于，所述电压基准和增益组件包括：三极管Q1，所述三极管Q1的集电极、所述三极管Q1的基极分别与所述高压晶体管M1的源极连接；电阻R2，所述电阻R2的一端与所述三极管Q1的发射极连接；三极管组件Q3，所述三极管组件Q3的集电极与所述电阻R2的另一端连接；电阻R4，所述电阻R4的一端与所述三极管组件Q3的发射极连接，所述电阻R4的另一端接地；电阻R3，所述电阻R3的一端与所述三极管Q1的发射极连接；三极管Q2，所述三极管Q2的集电极与所述电阻R3的另一端连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，汪坚雄，鞠刘洪，杨莹，
申请(专利权)人：赛卓电子科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31