直流無刷電機(jī)霍爾集成電路分類

　　直流無刷電機(jī)霍爾集成電路按功能和應(yīng)用可分為線性型和開關(guān)型兩大類：

　　1、線性型霍爾集成電路

　　線性型霍爾集成電路是由電壓調(diào)整器、霍爾元件、差分放大器、輸出級(jí)等部分組成的集成電路，其輸出為與磁場(chǎng)強(qiáng)度成線性關(guān)系的輸出電壓，可用于磁場(chǎng)測(cè)量、電流測(cè)量、電壓測(cè)量等。一般不用作直流無刷電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器。

　　2、開關(guān)型霍爾集成電路

　　開關(guān)型霍爾集成電路是由電壓調(diào)整器、霍爾元件、差分放大器、施密特觸發(fā)器和輸出級(jí)等部分組成的集成電路。其輸出為開關(guān)（邏輯）信號(hào)?；魻栭_關(guān)的輸入信息是以磁通密度B來表征的，當(dāng)芯片法線方向上的B值增大到一定的程度后（動(dòng)作值Bop），霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)為低電平；當(dāng)B值降低到低于（返回值Brp），霍爾開關(guān)的輸出翻轉(zhuǎn)為高電平。動(dòng)作值Bop與返回值Brp之差稱為回差。輸出端一般采用集電極開路輸出，能夠與各種類型電路兼容。

　　開關(guān)型霍爾集成電路中有一種稱為鎖存型霍爾集成電路，其特征為：動(dòng)作值Bop和返回值Brp相對(duì)S極和N極磁場(chǎng)是對(duì)稱動(dòng)作的，有Bop≈-Brp。例如UCN3175鎖存型霍爾集成電路就是這樣的雙極性對(duì)稱的開關(guān)霍爾集成電路。它的動(dòng)作值在+B區(qū)（即S極磁場(chǎng)），返回值在-B區(qū)（即N極磁場(chǎng)）。在S極磁場(chǎng)的某一磁通密度（≥Bop）下，它的輸出是導(dǎo)通狀態(tài)（ON，低電平），當(dāng)S極逐漸離開該IC、磁通密度為零時(shí)，它的輸出仍然保持導(dǎo)通狀態(tài)。只有磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹極并達(dá)到Brp值時(shí)，輸出才翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)（OFF高電平），這種電路在S-M-S-N交替變化磁場(chǎng)下的輸出波形占空比接近50%，適合于有多極環(huán)形永磁轉(zhuǎn)子的直流無刷電機(jī)位置檢測(cè)。

　　直流無刷電機(jī)霍爾集成電路如何選擇

　?。?）推薦選擇鎖存型或接近鎖存特性（有對(duì)稱特性）的開關(guān)型霍爾集成電路。鎖存型霍爾集成電路在直流無刷電機(jī)交替變化轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)下，其輸出波形占空比接近于1:1，符合直流無刷電機(jī)對(duì)位置傳感器信號(hào)的要求。如果采用普通的開關(guān)型霍爾集成電路作位置傳感器，在S極和N極下的輸出不對(duì)稱，可能會(huì)影響到電機(jī)的效率，并引起附加的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

　?。?）選擇較高溫度等級(jí)的霍爾集成電路。特別是霍爾芯片直接安放在主定子上情況，當(dāng)電機(jī)短時(shí)過載時(shí)，電機(jī)的繞組及繞組附近的局部溫度可能達(dá)到110~130℃以上，此時(shí)，霍爾電路有可能不能可靠工作，甚至發(fā)生不可逆的損壞。此時(shí)，選擇工作溫度150℃的霍爾集成電路是必要的。

　?。?）推薦選用雙極工藝生產(chǎn)的霍爾集成電路?；魻柤呻娐酚袃煞N制造工藝生產(chǎn)：雙極工藝和CMOS工藝。一般用CMOS工藝生產(chǎn)的芯片抗靜電能力較差，如果電機(jī)生產(chǎn)線上沒有特別的防靜電設(shè)施，在焊接過程中霍爾傳感器很容易受到靜電損傷。在高溫或潮濕環(huán)境下，受到靜電傷害的霍爾傳感器特別容易失效。以雙極工藝生產(chǎn)的電機(jī)霍爾集成電路抗靜電能力較好，能基本滿足無靜電防護(hù)設(shè)施電機(jī)生產(chǎn)廠家的要求。

　?。?）選擇高一些靈敏度的霍爾傳感器通常會(huì)有較好的穩(wěn)定性。宜選擇動(dòng)作值Bop、返回值Bp、和回差小的霍爾集成電路產(chǎn)品。

　?。?）在焊接過程中，為了不使霍爾元件受到過熱，應(yīng)采用溫控電烙鐵，縮短焊接時(shí)間。使用高質(zhì)量的低溫焊錫，焊接時(shí)間小于3s，溫度不要超過300℃。電烙鐵甚至操作工人的手腕圈接地等防靜電措施都是必要的?；魻柶骷囊_盡量避免彎曲。若必須彎曲時(shí)則應(yīng)選擇在距引線根部3mm以外。焊接點(diǎn)距離霍爾器件引腳根部3mm以上。

　?。?）霍爾傳感器芯片安裝的位置要準(zhǔn)確。特別是對(duì)于極對(duì)數(shù)p很多的直流無刷電機(jī)，因?yàn)殡娊嵌扰c機(jī)械角有p倍關(guān)系，如果霍爾傳感器芯片安裝位置機(jī)械角度稍有偏離，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子位置的電角度有很大誤差，影響電機(jī)性能。嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致?lián)Q相邏輯混亂，造成控制器和電機(jī)損壞。一般，霍爾傳感器芯片安裝偏離正確理論位置在10°（電角度）以內(nèi)，對(duì)電機(jī)性能影響較小，可以接受。

　?。?）霍爾集成電路的極性不能接反，如果極性接反，有可能損壞芯片。不過，有些品牌的霍爾集成電路已經(jīng)具有電源反接保護(hù)功能。

　　（8）霍爾集成電路的使用電壓范圍較寬，但使用時(shí)電壓宜低不宜高，一般在4.5~6V為宜，過高的電源電壓會(huì)引起電路的溫度升高，可能使電路工作不穩(wěn)定。

　　（9）附加必要的保護(hù)電路。霍爾電路的電源端可能出現(xiàn)由控制器主開關(guān)工作過程引起的過電壓電脈沖，需要考慮用保護(hù)電路去吸收，通常的辦法是用較大電容及穩(wěn)壓二極管?；魻?a href="http://www.brongaenegriffin.com/soft/data/4-15/" target="_blank">開關(guān)電路輸出端通常是開路集電極，需要接合適的上拉電阻。

　?。?0）直接安放在主定子使得霍爾芯片受到強(qiáng)電磁干擾，需要特別注意采取防干擾措施。長(zhǎng)距離傳輸霍爾IC信號(hào)時(shí)，可在開關(guān)輸出與地之間加接一只藕電容器，消除干擾脈沖。