直流无刷电机霍尔集成电路分类_如何选择
直流无刷电机霍尔集成电路分类
直流无刷电机霍尔集成电路按功能和应用可分为线性型和开关型两大类：
1、线性型霍尔集成电路
线性型霍尔集成电路是由电压调整器、霍尔元件、差分放大器、输出级等部分组成的集成电路，其输出为与磁场强度成线性关系的输出电压，可用于磁场测量、电流测量、电压测量等。一般不用作直流无刷电机机转子位置传感器。
2、开关型霍尔集成电路
开关型霍尔集成电路是由电压调整器、霍尔元件、差分放大器、施密特触发器和输出级等部分组成的集成电路。其输出为开关（逻辑）信号。霍尔开关的输入信息是以磁通密度b来表征的，当芯片法线方向上的b值增大到一定的程度后（动作值bop），霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转为低电平；当b值降低到低于（返回值brp），霍尔开关的输出翻转为高电平。动作值bop与返回值brp之差称为回差。输出端一般采用集电极开路输出，能够与各种类型电路兼容。
开关型霍尔集成电路中有一种称为锁存型霍尔集成电路，其特征为：动作值bop和返回值brp相对s极和n极磁场是对称动作的，有bop≈-brp。例如ucn3175锁存型霍尔集成电路就是这样的双极性对称的开关霍尔集成电路。它的动作值在+b区（即s极磁场），返回值在-b区（即n极磁场）。在s极磁场的某一磁通密度（≥bop）下，它的输出是导通状态（on，低电平），当s极逐渐离开该ic、磁通密度为零时，它的输出仍然保持导通状态。只有磁场转变为n极并达到brp值时，输出才翻转为截止状态（off高电平），这种电路在s-m-s-n交替变化磁场下的输出波形占空比接近50%，适合于有多极环形永磁转子的直流无刷电机位置检测。
直流无刷电机霍尔集成电路如何选择 （1）推荐选择锁存型或接近锁存特性（有对称特性）的开关型霍尔集成电路。锁存型霍尔集成电路在直流无刷电机交替变化转子磁场下，其输出波形占空比接近于1:1，符合直流无刷电机对位置传感器信号的要求。如果采用普通的开关型霍尔集成电路作位置传感器，在s极和n极下的输出不对称，可能会影响到电机的效率，并引起附加的转矩波动。
（2）选择较高温度等级的霍尔集成电路。特别是霍尔芯片直接安放在主定子上情况，当电机短时过载时，电机的绕组及绕组附近的局部温度可能达到110~130℃以上，此时，霍尔电路有可能不能可靠工作，甚至发生不可逆的损坏。此时，选择工作温度150℃的霍尔集成电路是必要的。
（3）推荐选用双极工艺生产的霍尔集成电路。霍尔集成电路有两种制造工艺生产：双极工艺和cmos工艺。一般用cmos工艺生产的芯片抗静电能力较差，如果电机生产线上没有特别的防静电设施，在焊接过程中霍尔传感器很容易受到静电损伤。在高温或潮湿环境下，受到静电伤害的霍尔传感器特别容易失效。以双极工艺生产的电机霍尔集成电路抗静电能力较好，能基本满足无静电防护设施电机生产厂家的要求。
（4）选择高一些灵敏度的霍尔传感器通常会有较好的稳定性。宜选择动作值bop、返回值bp、和回差小的霍尔集成电路产品。
（5）在焊接过程中，为了不使霍尔元件受到过热，应采用温控电烙铁，缩短焊接时间。使用高质量的低温焊锡，焊接时间小于3s，温度不要超过300℃。电烙铁甚至操作工人的手腕圈接地等防静电措施都是必要的。霍尔器件的引脚尽量避免弯曲。若必须弯曲时则应选择在距引线根部3mm以外。焊接点距离霍尔器件引脚根部3mm以上。
（6）霍尔传感器芯片安装的位置要准确。特别是对于极对数p很多的直流无刷电机，因为电角度与机械角有p倍关系，如果霍尔传感器芯片安装位置机械角度稍有偏离，会导致转子位置的电角度有很大误差，影响电机性能。严重时甚至导致换相逻辑混乱，造成控制器和电机损坏。一般，霍尔传感器芯片安装偏离正确理论位置在10°（电角度）以内，对电机性能影响较小，可以接受。
（7）霍尔集成电路的极性不能接反，如果极性接反，有可能损坏芯片。不过，有些品牌的霍尔集成电路已经具有电源反接保护功能。
（8）霍尔集成电路的使用电压范围较宽，但使用时电压宜低不宜高，一般在4.5~6v为宜，过高的电源电压会引起电路的温度升高，可能使电路工作不稳定。
（9）附加必要的保护电路。霍尔电路的电源端可能出现由控制器主开关工作过程引起的过电压电脉冲，需要考虑用保护电路去吸收，通常的办法是用较大电容及稳压二极管。霍尔开关电路输出端通常是开路集电极，需要接合适的上拉电阻。
（10）直接安放在主定子使得霍尔芯片受到强电磁干扰，需要特别注意采取防干扰措施。长距离传输霍尔ic信号时，可在开关输出与地之间加接一只藕电容器，消除干扰脉冲。
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1、线性型霍尔集成电路
线性型霍尔集成电路是由电压调整器、霍尔元件、差分放大器、输出级等部分组成的集成电路，其输出为与磁场强度成线性关系的输出电压，可用于磁场测量、电流测量、电压测量等。一般不用作直流无刷电机机转子位置传感器。
2、开关型霍尔集成电路
开关型霍尔集成电路是由电压调整器、霍尔元件、差分放大器、施密特触发器和输出级等部分组成的集成电路。其输出为开关（逻辑）信号。霍尔开关的输入信息是以磁通密度b来表征的，当芯片法线方向上的b值增大到一定的程度后（动作值bop），霍尔开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转为低电平；当b值降低到低于（返回值brp），霍尔开关的输出翻转为高电平。动作值bop与返回值brp之差称为回差。输出端一般采用集电极开路输出，能够与各种类型电路兼容。
开关型霍尔集成电路中有一种称为锁存型霍尔集成电路，其特征为：动作值bop和返回值brp相对s极和n极磁场是对称动作的，有bop≈-brp。例如ucn3175锁存型霍尔集成电路就是这样的双极性对称的开关霍尔集成电路。它的动作值在+b区（即s极磁场），返回值在-b区（即n极磁场）。在s极磁场的某一磁通密度（≥bop）下，它的输出是导通状态（on，低电平），当s极逐渐离开该ic、磁通密度为零时，它的输出仍然保持导通状态。只有磁场转变为n极并达到brp值时，输出才翻转为截止状态（off高电平），这种电路在s-m-s-n交替变化磁场下的输出波形占空比接近50%，适合于有多极环形永磁转子的直流无刷电机位置检测。
直流无刷电机霍尔集成电路如何选择 （1）推荐选择锁存型或接近锁存特性（有对称特性）的开关型霍尔集成电路。锁存型霍尔集成电路在直流无刷电机交替变化转子磁场下，其输出波形占空比接近于1:1，符合直流无刷电机对位置传感器信号的要求。如果采用普通的开关型霍尔集成电路作位置传感器，在s极和n极下的输出不对称，可能会影响到电机的效率，并引起附加的转矩波动。
（2）选择较高温度等级的霍尔集成电路。特别是霍尔芯片直接安放在主定子上情况，当电机短时过载时，电机的绕组及绕组附近的局部温度可能达到110~130℃以上，此时，霍尔电路有可能不能可靠工作，甚至发生不可逆的损坏。此时，选择工作温度150℃的霍尔集成电路是必要的。
（3）推荐选用双极工艺生产的霍尔集成电路。霍尔集成电路有两种制造工艺生产：双极工艺和cmos工艺。一般用cmos工艺生产的芯片抗静电能力较差，如果电机生产线上没有特别的防静电设施，在焊接过程中霍尔传感器很容易受到静电损伤。在高温或潮湿环境下，受到静电伤害的霍尔传感器特别容易失效。以双极工艺生产的电机霍尔集成电路抗静电能力较好，能基本满足无静电防护设施电机生产厂家的要求。
（4）选择高一些灵敏度的霍尔传感器通常会有较好的稳定性。宜选择动作值bop、返回值bp、和回差小的霍尔集成电路产品。
（5）在焊接过程中，为了不使霍尔元件受到过热，应采用温控电烙铁，缩短焊接时间。使用高质量的低温焊锡，焊接时间小于3s，温度不要超过300℃。电烙铁甚至操作工人的手腕圈接地等防静电措施都是必要的。霍尔器件的引脚尽量避免弯曲。若必须弯曲时则应选择在距引线根部3mm以外。焊接点距离霍尔器件引脚根部3mm以上。
（6）霍尔传感器芯片安装的位置要准确。特别是对于极对数p很多的直流无刷电机，因为电角度与机械角有p倍关系，如果霍尔传感器芯片安装位置机械角度稍有偏离，会导致转子位置的电角度有很大误差，影响电机性能。严重时甚至导致换相逻辑混乱，造成控制器和电机损坏。一般，霍尔传感器芯片安装偏离正确理论位置在10°（电角度）以内，对电机性能影响较小，可以接受。
（7）霍尔集成电路的极性不能接反，如果极性接反，有可能损坏芯片。不过，有些品牌的霍尔集成电路已经具有电源反接保护功能。
（8）霍尔集成电路的使用电压范围较宽，但使用时电压宜低不宜高，一般在4.5~6v为宜，过高的电源电压会引起电路的温度升高，可能使电路工作不稳定。
（9）附加必要的保护电路。霍尔电路的电源端可能出现由控制器主开关工作过程引起的过电压电脉冲，需要考虑用保护电路去吸收，通常的办法是用较大电容及稳压二极管。霍尔开关电路输出端通常是开路集电极，需要接合适的上拉电阻。
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