基于偏心槽对芯片结构涡流效应的设计策略

现行的霍尔传感器是将一块闭合的金属芯片封装而成,在交变的磁场作用下金属基板会产生涡流磁场,随着频繁的开关和输出电流频繁变换,将使霍尔芯片受到的实际磁场因涡电流产生的磁场相抵消而有所减少,导致电压输出误差较大以及响应时间较慢,针对现有市面上的霍尔传感器封装结构中的芯片易产生涡电流效应,导致芯片输出电压值误差较大和输出电压响应时间较慢的问题,研究提出一种基于偏心槽的霍尔传感器芯片封装结构设计,通过磁场仿真软件分析和di/dt设备对比测试,验证了本新型封装结构相比现有封装结构能有效抑制和降低芯片涡电流效应、降低电压输出误差和响应时间、提高霍尔传感器的带宽及技术性能。     

对称式闭环霍尔电流传感器研究与设计

霍尔传感器是由半导体材料加工而成的有源器件,其输出电压随着温度变化而产生漂移,这限制了其在高精度磁场测量场合的应用。提出了一种新型对称式闭环霍尔电流传感器,对其进行了系统地设计。利用霍尔元件灵敏度的差异设计了输出电压运算电路,分析了对称式闭环电流传感器工作原理并给出了闭环传递函数。电路仿真和样机实验结果表明,对称式闭环霍尔电流传感器具有较好的温度特性,温度系数减小至0.000 8%/℃。相比其他温度补偿方法,该方法简单易实现,能够实现温度漂移的完全补偿,霍尔元件可以根据测量需要任意选型,不受驱动方式的限制。     

超高灵敏度磁传感器

本文所述室温下工作的超高灵敏度磁敏感器件,是国外最近开发的超晶格霍尔元件。霍尔元件工作原理如图1所示。将半导体置于均匀磁场中,输入电流Iin,在垂直于电场和磁场的方向上会产生一霍尔电压V_H。以长L、宽W、厚t长方体-N型半导体元件为例: V_H=·K_HBIin =(W/L)μ_HBVin 式中,B—磁感应强度;μ_H—载流子(霍尔)迁移率;K_H—霍尔器件灵敏度。     

用霍尔器件改善电机效率

由于磁场不对称而产生的径向磁势会降低电机的效率,其主要原因是气隙或负载不对称、机械精度低和温度及电压的变化。美国马歇尔宇宙飞行中心利用磁势补偿法来提高电机的效率。在电机的激磁或控制绕组表面安放霍尔效应器件,以感受产生不对称现象的磁场。霍尔器件的输出加至反馈回路,用来控制绕组中的电流,以抵消磁场的不对称或不均匀。     

激发反作用磁场方法检查钢棒中缺陷

1、前言本文介绍了一种新的无损检验方法,根据试件在磁场中旋转激发出电流,用霍尔器件检出缺陷的散漏磁场的原理。试件中激发出来的电流对应的磁场轴线与所供直流磁场相垂直,因而造成磁通量线重新分布。一些通量线受力被逼进试件表面。因此,如果表面附近有缺陷存在,则容易检测出表面缺陷形成的散漏磁场。霍尔器件放置的最佳位置用实验的方法决定。     

30 kA 闭环式集成霍尔电流传感器设计

基于 0. 18 μm CMOS 工艺设计了一种大量程闭环式集成霍尔电流传感器。 采用片内高灵敏度霍尔器件检测待测电流 产生的磁场并线性输出霍尔信号,霍尔电压经过线性放大、失调消除和比例积分调节后与三角载波进行比较产生 PWM 波,驱 动全桥式功率放大电路工作。 功率放大电路输出的电流送入聚磁环的二次绕组后形成一个闭环的二次侧补偿,使聚磁环气隙 中的霍尔器件处于零磁通状态,从而提高了大电流检测的精度。 仿真结果表明,所设计的集成霍尔电流传感器的最大测量范围 为 30 kA,准确度为 1 级,功耗小于 1. 08 W,芯片面积仅有 0. 2 mm 2 。     

霍尔元件的电路模型

大家知道,在涉及到霍尔元件的不等位电势及温度的两种补偿时,通常是以桥形电阻电桥作为电路模型的。但是,该电路模型不能完整地反映出霍尔元件的电磁性能。比如,霍尔电压V_H和激励电流I及外磁场磁感强度B的关系就无法在桥形电阻电路模型上反映出来。现在利用受控源概念和网络概念来建立霍尔元件的电路模型。先叙述这个模型的建立过程,然后论述它的正确性以及用途。在理想情况下,霍尔电压V_H和激励电流I,外磁场磁感强度B的关系为     

非正弦磁场测量系统的原理与设计

由于商用型高新计测量时是将信号默认为正弦波信号来处理的,当测量信号是尖脉冲、间隙梯形波等信号源时,测得的磁场值将会严重失真,造成测量数据不准确.以89S52单片机作为控制核心,以霍尔器件A1323作为磁场传感器,利用真有效值转换器AD637将非正弦波电压信号转换成正弦波电压信号,通过模-数转换器ADC0809,利用单片机将测得的电压值转换成磁场强度的数值,并将霍尔探头定标后把测得的磁场强度值显示在液晶LCD1602上,经过验证及实际使用效果良好.     

PG—1型数字高斯计介绍

PG—1型数字高斯计是一种采用霍尔效应原理的磁场测量仪,测量结果直接用数码管显示。测量范围为0—20,000高斯。仪器的霍尔探头是用稳定较高的电磁铁和核磁共振装置予以定标。仪器出厂时霍尔探头给出定标参考值,使得重新定标时,不必采用定标磁铁或标准磁场。该仪器主要做为测场仪使用,此外还可做为直流数字电压表用于直流电压测量。     

磁场的智能数字测量系统原理和设计

介绍用霍尔效应测量磁场的原理和方法。设计了使用霍尔传感器测量磁场的硬件电路和主程序框图 ,同时详细分析了不平衡电动势的自动补偿电路和自动量程切换技术实现的方法。本智能磁场测量系统既适合测量直流磁场 ,又可测量交变磁场 ,且体积小 ,性能高 ,适用频率范围宽。     

磁场的智能数字测量系统原理和设计

介绍用霍尔效应测量磁场的原理和方法。设计了使用霍尔传感器测量磁场的硬件电路和主程序框图,同时详细分析了不平衡电动势的自动补偿电路和自动量程技术实现的方法。本智能磁场测量系统既适合测量直流磁场,又可测量交变磁场,且体积小,性能高,适用频率范围宽。     

适用于舰船钢板地电流检测的新型磁场测量仪器设计

舰船钢板地电流的检测在国内还处于起步阶段,这与日益发展的地电流干扰研究不相符.基于地电流因集肤效应而分布于钢板表面,钢板表面磁场为面电流密度的近似结论,本文设计了一种适用于舰船钢板地电流检测的磁场测量仪器.专门设计的置位/复位电路及地磁和桥偏移电压补偿电路提高了系统性能的稳定性,增强了抗干扰的能力.该仪器为地电流干扰研究提供了一种有效的实验检测手段和验证方法,具有重要的工程应用价值.     

基于霍尔效应的石英玻璃泡壳壁厚测量方法研究

基于霍尔效应的霍尔传感器,在不同磁场强度与产生的霍尔电压与磁场强度成正比.根据霍尔效应原理设计测量探头,用于测量金属卤化物灯电弧管石英玻璃泡壳壁厚.在泡壳内部放置磁性钢球,磁性钢球离探头距离为泡壳的壁厚,磁性钢球的磁场使霍尔传感器产生霍尔电压,二者数值成正比,利用单片机、A/D转换器、放大器等构成硬件电路对霍尔电压进行采集、数据处理、数值转换,用液晶屏显示泡壳壁厚值.     

磁场传感器及其应用

1、磁场的测量方法现在一般采用的磁场测量方法,是霍尔元件法。在图1所示的矩形半导体片中,如果在长度方向上通过电流,在垂直板的方向上加以磁场,电子的轨道就发生弯曲,在板的宽度方向上就产生电压。这电压V_H与半导体片的厚度d成反比,分别与流过的电流I、所加的磁场H成正比,这可用公式(1)来表示:     

CMOS集成2D垂直型霍尔传感器电路设计

高失调电压和低磁场灵敏度严重影响了CMOS集成2D垂直型霍尔传感器的应用。提出了一种新颖的2D垂直型霍尔传感器失调消除和信号放大电路。采用2相旋转电流调制和相关双采样解调技术实现了对霍尔失调有效消除;采用信号复用技术实现了对X轴和Y轴输入的2D霍尔信号进行相同处理,避免了2轴霍尔信号之间的放大误差,大大降低了电路的功耗。基于CSMC 0.8μm高压CMOS工艺进行了电路设计,仿真结果表明该电路能最大消除40 m V霍尔失调电压,并对最小0.4 m V的2轴霍尔信号放大并线性输出霍尔电压。输出霍尔电压的线性度大于99.9%,电路静态功耗小于20 m W。     

基于单片机的智能小型断路器控制模块关键技术研究

介绍了智能断路器发展趋势及背景,分析了基于单片机的智能小型断路器控制模块研究和设计难点。设计了相应的硬件电路,并对电路的原理进行了说明,同时给出了各部分电路的仿真效果图。提出了电流互感器和电压互感器相结合的供电技术,提高了供电稳定性、可靠性。考虑智能小型断路器尺寸、体积的限制,应用小型电压互感器及霍尔电流传感器解决了采样问题,并最大限度地节省了器件占用体积。     

瞬态电压抑制二极管的原理、特点及应用

瞬态电压抑制二极管,是一种安全保护器件。这种器件应用在电路系统,例如:电话交换机、仪器电源电路中,对电路中瞬间出现的浪涌电压脉冲起到分流、箝位的作用,可以有效地降低由于雷电、电路中开关通断时感性元件产生的高压脉冲,避免高压脉冲损坏仪器设备,保障人和财产的安全。目前国外仪器设备中常用这种保护器件,它以优良的性能被电路设计者所采用。一、结构原理与特点瞬态电压抑制二极管主要由:芯片、引线电极、管体三部分组成,如图1所示。芯片是核心,它是由半导体硅材料扩散而成的,芯片有单极型和双极型两种结构。单极型有一个PN结,如图2…     

基于箝位电路的新型单级PFC技术

单级桥式功率因数校正变换器由于变压器存在漏感,在电路换流过程中产生较大尖峰电压,增加了开关管的电压应力,降低了系统可靠性.提出一种基于箝位技术的新型单级桥式功率因数校正变换器,利用一级电路同时实现功率因数校正与DC/DC变换;通过在所提出变换器中设置箝位电路,吸收了尖峰电压,解决了开关管电压应力过高的问题,并分析了实现功率因数校正、抑制电压尖峰的原理;针对电路结构以及功率因数校正电路的特点,分析了所提出变换器中高频变压器的偏磁产生机理,并给出了相应的抑制措施.通过对实验系统的测试与分析,表明所提出的变换器具有较高的功率因数和转换效率,并验证了理论分析的正确性.     

磁隔离技术在航天器二次电源系统中的应用

分析了航天器二次电源系统设计中信号隔离传输的需求,针对传统应用中光耦器件存在的抗辐照敏感及霍尔传感器在高电压测量时功耗大的问题,提出了基于磁隔离的电路解决方案.采用开关电源中常用的器件分别设计了DC/DC变换器中磁隔离反馈电路、磁隔离遥测采样电路、磁隔离基准电压输入电路以及磁隔离驱动电路.实验结果表明,所提出的电路均实现其设计功能,在一定场合能替代霍尔传感器、光耦合器等器件,简化航天器电源系统的设计.     

三相功率变送器

利用霍尔元件输出电压为二量直接相乘的特性，构成功率测量器件－三相功率变送器。论述了其电路构成及工作原理，给出了一些有关技术指标，最后简述了三相功率变送器良好性能及对实现电网自动化的重要性。