一种低温漂线性霍尔放大电路及其温度补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种低温漂线性霍尔放大电路及其温度补偿方法。其中，低温漂线性霍尔放大电路，包括：温度传感器、寄存器、插值器和低压差稳压器、霍尔器件和用于一阶温度补偿的预放大器；所述温度传感器和所述寄存器的输出端与所述插值器的输入端连接，所述插值器的输出端与所述低压差稳压器的输入端通过布尔运算器连接，所述低压差稳压器的输出端连接所述霍尔器件的输入端，所述霍尔器件的输出端与所述预放大器的输入端通过斩波调制开关电路连接。本发明专利技术可实现实时温度补偿，全温度范围内自动调整灵敏度到+/

【技术实现步骤摘要】
一种低温漂线性霍尔放大电路及其温度补偿方法


[0001]本专利技术涉及线性霍尔放大器温度补偿
，具体而言，涉及一种低温漂线性霍尔放大电路及其温度补偿方法。

技术介绍

[0002]线性霍尔放大电路是线性霍尔传感器类芯片的关键组成部分，用于把垂直于芯片表面的磁场转换成电信号，并线性放大输出。其主要用途包括：电流传感器应用，如高压电机驱动电路、电池组电流检测、光伏逆变器等；位置传感器应用，如磁角度编码器、磁线性位置传感器等。大部分应用情况都要求覆盖很宽的温度范围，并要求保持稳定的灵敏度。因此，高精度线性霍尔放大器都会集成温度补偿电路来达到较低的温漂特性。
[0003]传统的电流旋转型线性霍尔放大器温度补偿结构采用恒定电流源IB激励霍尔器件H1来实现电路良好的温度系数，可以实现全温度范围约5％温漂，然而，进一步降低温漂还需要通过在不同温度点下调整可变增益放大器的增益控制码来抵消恒流偏置的温漂残余。温度传感器得到当前温度值tc，通过查表/插值器得出当前温度下的灵敏度校正码ktc，并与灵敏度控制码gc相乘输出可变增益放大器的实际增益控制码gain。由于，灵敏度校正码ktc是一个接近于1的小数，当灵敏度控制码gc较小时，温度补偿精度受限于1LSB实际增益控制码和截位算法的限制，并且小数乘法器对硬件资源消耗较大。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：传统的电流旋转型线性霍尔放大器温度补偿结构在降低温漂过程中硬件资源消耗大。目的在于，提供一种低温漂线性霍尔放大电路及其温度补偿方法，在预防大器进行一阶温度补偿，把全温度范围温漂控制在5％以内的基础上，利用温度插值电路进行二阶温度补偿，微调恒压偏置，将温漂降低到
±
0.5％范围；并且，在降低温漂的过程中没有用到灵敏度控制码，不需要采用灵敏度校正码和控制码相乘的方式来输出可变增益放大器的实际增益控制码，从而减少小数乘法器对资源的消耗。从而实现在减小硬件资源消耗的同时，降低温漂。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一方面，本专利技术提出一种低温漂线性霍尔放大电路，包括：温度传感器、寄存器、插值器和低压差稳压器、霍尔器件和用于一阶温度补偿的预放大器；所述温度传感器和所述寄存器的输出端与所述插值器的输入端连接，所述插值器的输出端与所述低压差稳压器的输入端通过布尔运算器连接，所述低压差稳压器的输出端连接所述霍尔器件的输入端，所述霍尔器件的输出端与所述预放大器的输入端通过斩波调制开关电路连接。
[0008]本专利技术提出的一种低温漂线性霍尔放大电路采用恒压偏置和分段线性差值的方法，弥补传统的电流旋转型线性霍尔放大器温度补偿结构在降低温漂过程中硬件资源消耗大的缺陷。其一，在电路中利用恒压偏置来提高霍尔器件的输出电压，以维持霍尔器件较高
的初始灵敏度，恒压偏置通过低压差线性稳压器实现，可以输出不随温度变化的稳定电压；其二，采用两次温度补偿相结合，其中，预防大器先进行一阶温度补偿，将全温度范围温漂控制在5％以内，然后利用温度传感器、寄存器(用于存储从外部输入的温度补偿校正码)和插值器进行分段线性差值，实现二阶温度补偿，微调恒压偏置，把温漂降低到
±
0.5％范围；其三，采用从外部输出温度补偿校正码的方式微调恒压偏置，易于实现系统层级的温度补偿。因此，与传统的电流旋转型线性霍尔放大器温度补偿结构相比，本专利技术提供的低温漂线性霍尔放大电路在降低温漂的过程中没有用到灵敏度控制码，不需要采用传统的将灵敏度校正码和控制码相乘的方式来输出可变增益放大器的实际增益控制码，从而减少小数乘法器对资源的消耗。
[0009]作为对本专利技术的进一步描述，低温漂线性霍尔放大电路还包括：上侧分压电阻Ru和下侧分压电阻Rb；所述上侧分压电阻Ru的一端连接所述布尔运算器，另一端连接在所述低压差稳压器的输出端与所述霍尔器件的输入端之间；所述下侧分压电阻Rb的一端连接所述布尔运算器，另一端连接所述霍尔器件的接地端。
[0010]作为对本专利技术的进一步描述，低温漂线性霍尔放大电路还包括：数模转换器，所述数模转换器连接在所述插值器和所述布尔运算器之间。
[0011]作为对本专利技术的进一步描述，低温漂线性霍尔放大电路还包括：差分放大器和斩波解调开关电路；所述预放大器、所述差分放大器)和所述斩波解调开关电路依次连接。
[0012]作为对本专利技术的进一步描述，所述预放大器包括：输入跨导及gm1、负载霍尔电阻Rh1a、负载霍尔电阻Rh1b和输出共模偏执电压vcm1；所述预放大器的正输入端接所述输入跨导级gm1的正输入端，所述预放大器的负输入端接所述输入跨导级gm1的负输入端；所述输入跨导级gm1的正输出端接所述负载霍尔电阻Rh1b的一端，负输出端接所述负载霍尔电阻Rh1a一端；所述负载霍尔电阻Rh1b的另一端和所述负载霍尔电阻Rh1a的另一端同时接所述输出共模偏执电压vcm1。
[0013]另一方面，本专利技术提出一种低温漂线性霍尔放大电路的温度补偿方法，包括以下步骤：
[0014]在霍尔器件的工作温度范围内，温度传感器实测得到多个测试温度值，所述多个测试温度值将霍尔器件的工作温度范围划分为多个温度区间；
[0015]获取每一个测试温度值对应的校正码，得到多个校正码；
[0016]在每一个温度区间内设置多个插值点，所述插值器根据所述多个校正码和所述多个测试温度值，在每个温度区间内的多个插值点分别进行线性插值，得到整个工作温度范围内各个测试温度值对应的校正码字，形成校正码序列；
[0017]根据所述校正码序列对低压差稳压器输出的恒压偏置进行微调，实现温度补偿。
[0018]作为对本专利技术的进一步描述，每一个所述温度区间两端的温度值之差相等。
[0019]作为对本专利技术的进一步描述，所述校正码的获取方法包括以下步骤：
[0020]获取所述测试温度值对应的灵敏度偏差值；
[0021]设置校正码步长，根据所述校正码步长和所述灵敏度偏差值，获取恒压偏置调节量；
[0022]根据所述恒压偏置调节量计算得出所述校正码。
[0023]作为对本专利技术的进一步描述，所述校正码的获取方法包括以下步骤：
[0024]选取多个校正码组成待测校正码序列，所述待测校正码序列中的多个校正码按从小到大的顺序排列；
[0025]针对每一个测试温度值，按从小到大的顺序向电路逐一输入待测校正码，选取使灵敏度偏差值为零或灵敏度偏差值最小的待测校正码为所述校正码。
[0026]作为对本专利技术的进一步描述，所述线性差值的方法包括以下步骤：
[0027]获取温度传感器输出的实际温度值；
[0028]确定所述实际温度值所在的温度区间，利用线性插值公式获取实际温度值对应的校正码。
[0029]作为对本专利技术的进一步描述，所述线性差值公式表示为：CAL(T)＝[CAL(n+1)
‑
CAL(n)]×
[T...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温漂线性霍尔放大电路，其特征在于，包括：温度传感器(11)、寄存器(12)、插值器(13)和低压差稳压器(14)、霍尔器件(2)和用于一阶温度补偿的预放大器(3)；所述温度传感器(11)和所述寄存器(12)的输出端与所述插值器(13)的输入端连接，所述插值器(13)的输出端与所述低压差稳压器(14)的输入端通过布尔运算器(15)连接，所述低压差稳压器(14)的输出端连接所述霍尔器件(2)的输入端，所述霍尔器件(2)的输出端与所述预放大器(3)的输入端通过斩波调制开关电路(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种低温漂线性霍尔放大电路，其特征在于，包括：上侧分压电阻Ru、下侧分压电阻Rb和数模转换器(16)；所述上侧分压电阻Ru的一端连接所述布尔运算器(15)，另一端连接在所述低压差稳压器(14)的输出端与所述霍尔器件(2)的输入端之间；所述下侧分压电阻Rb的一端连接所述布尔运算器(15)，另一端连接所述霍尔器件(2)的接地端；所述数模转换器(16)连接在所述插值器(13)和所述布尔运算器(15)之间。3.根据权利要求1所述的一种降低线性霍尔放大电路温漂的温度补偿结构，其特征在于，包括：差分放大器(5)和斩波解调开关电路(6)；所述预放大器(3)、所述差分放大器(5)和所述斩波解调开关电路(6)依次连接。4.根据权利要求1所述的一种低温漂线性霍尔放大电路，其特征在于，所述预放大器(3)包括：输入跨导及gm1、负载霍尔电阻Rh1a、负载霍尔电阻Rh1b和输出共模偏执电压vcm1；所述预放大器(3)的正输入端接所述输入跨导级gm1的正输入端，所述预放大器(3)的负输入端接所述输入跨导级gm1的负输入端；所述输入跨导级gm1的正输出端接所述负载霍尔电阻Rh1b的一端，负输出端接所述负载霍尔电阻Rh1a一端；所述负载霍尔电阻Rh1b的另一端和所述负载霍尔电阻Rh1a的另一端同时接所述输出共模偏执电压vcm1。5.一种如权利要求1
‑
4中任意一项所述的低温漂线性霍尔放大电路的温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡国林，刘学，陈忠志，赵翔，彭卓，
申请(专利权)人：成都芯进电子有限公司，
类型：发明
国别省市：