一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路的制作方法

本实用新型涉及电气控制领域，特别是涉及一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路。

背景技术：

霍尔元件是应用霍尔效应的半导体器件，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。

目前霍尔电流传感技术中对该芯片的编程方法只有通过手动对每个芯片的灵敏度值和静态偏置值进行尝试，操作起来不仅十分不便，而且人工调节所得的传感会存在一定的偏差。

基于以上问题本实用新型提供一种新的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路，其目的是实现对霍尔电流传感器信号的在线控制，同时通过DSP电源采样，对各个电路部分进行保护。

本实用新型提供的技术方案如下：

本是实用新型提供了一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路，包括：

电源转换模块，将输入的电源电压的转换为预定的电压值；

AD采样模块，与所述电源转换模块电连接，采集霍尔电流传感器的供电电压和输入至所述霍尔电流传感器的信号电压；

PWM信号控制模块，分别与所述电源转换模块、所述AD采样模块电连接，控制中央处理器发送至所述霍尔电流传感器的PWM信息。

进一步优选的，所述PWM信号控制模块包括：

所述PWM信号控制模块包括：

一个功率驱动芯片，所述功率驱动芯片的逻辑输入端与所述中央处理器产生的高频PWM信号端电连接；

所述功率驱动芯片的电源输入端与电源电压端电连接；

所述功率驱动芯片的驱动输出端通过第一限流电阻与第一开关管的基极端电连接；

所述功率驱动芯片的高压悬浮供电返回端分别与所述第一开关管的发射极端，与隔离芯片的隔离地端电连接；

所述第一开关管的集电极端与所述电源转换模块转换的第一预设电压端电连接。

进一步优选的，所述中央处理器产生的中频PWM信号端通过第二限流电阻与第二开关管的基极端电连接；

所述中央处理器产生的中频PWM信号端还与第一上拉电阻的一端电连接；

第二开关管的集电极端通过集电极电阻与所述电源转换模块转换的第一预设电压端电连接；

所述电源转换模块转换的第一预设电压端还与所述第一上拉电阻的另一端电连接；

第二开关管的发射极端与公共地端电连接；

第三开关管的基极端通过第三限流电阻与所述第二开关管的集电极端电连接；

第三开关管的集电极端与所述电源转换模块转换的第二预设电压端电连接；

第三开关管的发射极端与肖特基二极管的阳极端电连接。

进一步优选的，所述中央处理器产生的低频PWM信号端通过第四限流电阻与第四开关管的基极端电连接；

所述中央处理器产生的低频PWM信号端还通过下拉电阻与第四开关管发射极端电连接，共同与所述公共地端电连接。

进一步优选的，所述肖特基二极管的阴极端分别与所述第一开关管的发射极端、所述第四开关管的发射极端电连接，并通过第五限流电阻与霍尔电流传感芯片的信号输入端所述电连接。

进一步优选的，所述电源转换模块包括：

一个稳压源，一个N型MOS管，一个使能N型三极管；

所述稳压源的参考端分别与第一调压电阻的一端和第二调压电阻的一端电连接；

所述稳压源的阳极端与第一调压电阻的另一端电连接，且二者共同与所述公共地端电连接；

第二调压电阻的另一端与转换后的第三电压输出端电连接；

所述稳压源的阴极端通过线性调节电阻与N型MOS管的栅极端电连接；

所述N型MOS管的源极端与所述转换后的第三电压输出端电连接；

所述N型MOS管的漏极端通过一组并联的限流电阻与电源电压端电连接；

所述使能N型三极管的集电极端与所述稳压源的阴极端电连接；

所述使能N型三极管的发射极端与所述公共地端电连接；

所述使能N型三极管的基极端通过第五限流电阻与信号可控端电连接；

所述信号可控端通过下拉电阻与所述使能N型三极管的发射极端电连接，并二者共同与所述公共地端电连接。

进一步优选的，所述电源电压端还与第一串联电阻的一端电连接，所述第一串联电阻由两个电阻串联组成，所述第一串联电阻的另一端与所述公共地端电连接；

在所述第一串联电阻的两个电阻之间设置有第一信号采样端，所述第一信号采样端与所述中央处理器电连接。

进一步优选的，所述电源转换模块还包括：

所述转换后的第三电压输出端还与第二串联电阻的一端，所述第二串联电阻由两个电阻串联组成，所述第二串联电阻的另一端与所述公共地端电连接；

在所述第二串联电阻的两个串联的电阻之间设置有第二信号采样端，所述第二信号采样端与所述中央处理器电连接。

进一步优选的，所述转换后的第三电压输出端与所述霍尔电流传感器电连接，为所述霍尔电流传感器提供供电电源。

进一步优选的，所述电源电压通过第一滤波电阻与所述隔离芯片的电压输入端电连接；

所述隔离芯片的电压输入端与所述第一滤波电阻之间并联第一滤波电容的一端；

所述第一滤波电容的另一端与所述公共地端电连接；

所述电源电压通过第二滤波电容与所述公共地端电连接；

所述隔离芯片的隔离输出端通过第二滤波电阻的一端电连接；

所述第二滤波电阻另一端分别与第三滤波电容的一端，与所述稳压源的高压驱动端电连接；

所述隔离芯片的隔离地端与所述第三滤波电容的另一端电连接。

与现有技术相比，本实用新型提供一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路，至少带来以下一种技术效果：

1、本实用新型通过电源转换模块将电源电压转换为电路中各个芯片所需的电压，为保障各个芯片的供电电源的准确安全性，设置了AD采样模块，进一步采集发送至霍尔电流传感器相应的信息，通过PWM信号控制模块控制由中央处理器产生PWM信号发送至霍尔电流传感器，实现霍尔电流传感器的在线编程。

2、本实用新型在电路中设置了PWM信号控制模块，用来控制由DSP产生的三种高、中、低三种频率的PWM波形对芯片的静态偏置数据和灵敏度值进行自动编程，操作起来不仅方便，使数据整个电路输出的数据信息更加准确可靠。

3、通过DC-DC转换出传感器芯片，AD芯片，DSP芯片，以及需要的PWM电压值，为整个设计供电。并通过对电源采样，通过DSP对各个电路部分进行保护。本实用新型设计所需功率约5W，不仅节能、安全，产品体积小，而且通过高速AD芯片，所采样值精度高，速度快，不仅节省时间，还实现了对电流的进行高准确性，高精度的电压传感。在工业自动化中有着高可靠性和安全性。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路的特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路的一个实施例的结构图；

图2是本实用新型一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路另一个实施例电路图；

图3是本实用新型一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路另一个实施例电路图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本实用新型针对一种对霍尔电流传感芯片在线进行自动编程的电路。该控制板采用12位高速AD芯片采样A1360芯片的输出脚和电源电压，通过DSP芯片产生该芯片要求的高，中，低三种PWM波形对芯片的静态偏置数值和灵敏度值进行自动编程。本设计采用15Vdc输入，通过DC-DC转换出传感器芯片，AD芯片，DSP芯片，以及需的PWM电压值，为整个设计供电。并通过对电源采样，通过DSP对各个电路部分进行保护。本实用新型设计所需功率约5W，不仅节能、安全，产品体积小，而且通过高速AD芯片，所采样值精度高，速度快，不仅节省时间，还实现了对电流的进行高准确性，高精度的电压传感。在工业自动化中有着高可靠性和安全性。

本实用新型提供一种对霍尔电流传感芯片在线自动编程的电路的实施例，包括：

电源转换模块1，将输入的电源电压的转换为预定的电压值；

AD采样模块2，与所述电源转换模块1电连接，采集霍尔电流传感器的供电电压和输入至所述霍尔电流传感器的信号电压；

PWM信号控制模块3，分别与所述电源转换模块1、所述AD采样模块2电连接，控制中央处理器发送至所述霍尔电流传感器的PWM信息。

具体的，本实用实施例中的电源转换模块1，将输入的15V的供电电压通过电阻配比以及电压芯片的转换成30V、15V、5V、3.3V等，为电路中不同的芯片提供供电电压；将产生的不同转换电压进行采样发送至中央处理器实施检测；通过AD采样模块2采样霍尔电流传感器的供电电压是否达到预设要求，避免发生故障，同时检测中央处理器产生的不同频率的信息发送至霍尔电流传感器，根据电路中的实际的工作状态控制产生不同频率的PWM信号，用以实现霍尔电流传感芯片在线自动编程。

优选的，所述PWM信号控制模块3包括：

一个功率驱动芯片，所述功率驱动芯片的逻辑输入端与所述中央处理器产生的高频PWM信号端电连接；

所述功率驱动芯片的电源输入端与电源电压端电连接；

所述功率驱动芯片的驱动输出端通过第一限流电阻与第一开关管的基极端电连接；

所述功率驱动芯片的高压悬浮供电返回端与分别所述第一开关管的发射极端，与隔离芯片的隔离地端电连接；

所述第一开关管的集电极端与所述电源转换模块1转换的第一预设电压端电连接。

具体的，在本实施例中，参考图2所示；功率驱动芯片U33(FAN73901)的逻辑输入端HIN脚接收中央处理器(DSP数字信号处理)产生高频的PWM信号，同时与下拉电阻R140连接，R140是将不确定的干扰信号信号钳位在低电平；U33的驱动输出端HO脚通过限流电阻R491与开关管Q25(ZXTN2031)的基极端连接，开关管Q25的集电极输入的30V电压通过电压转化模块提供的，U33的高压悬浮供电返回端VS与开关管Q25的发射极电连接，并同时与电阻R121连接，本实施例通过DSP产生的高频信号通过功率驱动芯片U33进一步的驱动处理后发送至霍尔电流传感器。

优选的，所述PWM信号控制模块3还包括：

所述中央处理器产生的中频PWM信号端通过第二限流电阻与第二开关管的基极端电连接；

所述中央处理器产生的中频PWM信号端还与第一上拉电阻的一端电连接；

第二开关管的集电极端通过集电极电阻与所述电源转换模块1转换的第一预设电压端电连接；

所述电源转换模块1转换的第一预设电压端还与所述第一上拉电阻的另一端电连接；

第二开关管的发射极端与公共地端电连接；

第三开关管的基极端通过第三限流电阻与所述第二开关管的集电极端电连接；

第三开关管的集电极端与所述电源转换模块1转换的第二预设电压端电连接；

第三开关管的发射极端与肖特基二极管的阳极端电连接。

具体的，在本实施例中，参考图2所示，在本实施例中实现DSP对产生中频PWM波的控制；主要通过个开关管实现的，DSP产生的中频PWM信号通过电阻R122与开关管Q18(ZXTN2904)的基极连接，同时通过上拉电阻R119与电压转换模块转换后的30V电压连接，R119将不确定的干扰信号钳位在高电平，同时起限流作用；30V电压通过基极电阻R422与Q18的集电极电连接，Q18的发射极与GND电连接；在集电极电阻与Q18集电极的连接端通过第三限流电阻R444与集电极开路的开关管Q17(ZXTN2031)连接，Q17的集电极直接与电压转换模块转换后15.7V电源连接，而Q17的发射极通过一个肖特基二极管D6(SS14)的阳极电连接。

优选的，所述中央处理器产生的低频PWM信号端通过第四限流电阻与第四开关管的基极端电连接；

所述中央处理器产生的低频PWM信号端还通过下拉电阻与第四开关管发射极端电连接，共同与所述公共地端电连接。

具体的，参考图2所示，DSP产生的低频PWM信号通过第四限流电阻R129与第四开关管Q21(ZXTN2031)的基极电连接，同时还通过下拉电阻R419与Q21的发射极电连接，Q21的集电极与D6的阴极电连接，共同通过电阻R121与将信号发送至霍尔电流传感器，实现低频信号的接收。

优选的，所述肖特基二极管的阴极端分别与所述第一开关管的发射极端、所述第四开关管的发射极端电连接，并通过第五限流电阻与霍尔电流传感芯片的信号输入端所述电连接。

具体的，D6的阴极与高频处理后的信号，低频处理后的信号，以及同时还与中频信号共同经过R121高、中、低三种不同的由DSP产生的PWM信号输入至霍尔电流传感器(A1360)。

在本实施新型中，图2中三极管均为开关作用，由DSP来控制时序分别产生高、中、低PWM信号。PWM_Mid1由30V驱动15.7V的三极管产生PWM信号，PWM_Low1由三极管开关控制接地，将电压拉低，PWM_High1是由驱动芯片控制隔离地后，由15V驱动30V电压输出，产生需要的高PWM波形，从而达到对霍尔芯片A1360编程的作用。图中电容为滤波电容。

优选的，所述电源转换模块包括：

所述电源转换模块包括：

一个稳压源，一个N型MOS管，一个使能N型三极管；

所述稳压源的参考端分别与第一调压电阻的一端和第二调压电阻的一端电连接；

所述稳压源的阳极端与第一调压电阻的另一端电连接，且二者共同与所述公共地端电连接；

第二调压电阻的另一端与转换后的第三电压输出端电连接；

所述稳压源的阴极端通过线性调节电阻与N型MOS管的栅极端电连接；

所述N型MOS管的源极端与所述转换后的第三电压输出端电连接；

所述N型MOS管的漏极端通过一组并联的限流电阻与电源电压端电连接；

所述使能N型三极管的集电极端与所述稳压源的阴极端电连接；

所述使能N型三极管的发射极端与所述公共地端电连接；

所述使能N型三极管的基极端通过第五限流电阻与信号可控端电连接；

所述信号可控端通过下拉电阻与所述使能N型三极管的发射极端电连接，并二者共同与所述公共地端电连接。

具体的，在本实施例中，参考图3所示，在以上实施例的上在本实用新型还包括对霍尔电流传感器芯片的供电电压的控制，供电电压的是由15V的电源电压通过可控稳压源U42(TL431)进一步利用电阻的配比实现；U42的参考端2脚与调压电阻R561和R571连接；由于U42的输出的参考电压为2.5V，根据参考电压及输出的电阻配比公式(1+R561)*2.5/R571从而得出输出电压5V供给霍尔电流传感器芯片供电；U42的阴极通过线性电阻R570与N型MOS管Q53(IRFB3607PBF)的栅极电连接；Q53源极的输出电压5V端连接，Q53的漏极通过一组并联的限流电阻(R560和R559)与电源电压15V电连接；Q53在本实施例中起到对输出电压的线性控制，进一步通过调节电阻R570的大小，保证为霍尔电流传感器芯片供电电压为5V；Relay_power端通过第五限流电阻R566与Q54的基极电连接，Q54的集电极与U42的阴极的连接；Q54的发射极与GND电连接；Relay_power端通过下拉电阻R567与Q54的发射极电连接，并共同与GND电连接；在本实施例中使能N型三极管Q54的开通与关断状态是由DSP的控制即Relay_power端；在图3中的电容具有滤波的作用。

优选的，所述电源电压端还与第一串联电阻的一端电连接，所述第一串联电阻由两个电阻串联组成，所述第一串联电阻另一端所述公共地端电连接；

在所述第一串联电阻的两个电阻之间设置有第一信号采样端，所述第一信号采样端与所述中央处理器电连接。

优选的，所述转换后的第三电压输出端还与第二串联电阻的一端，所述第二串联电阻由两个电阻串联组成，所述第二串联电阻的另一端与所述公共地端电连接；

在所述第二串联电阻的两个串联的电阻之间设置有第二信号采样端，所述第二信号采样端与所述中央处理器电连接。

具体的，参考图3所示，在上一实施例的基础上在5V电压输出端之前包括两个串联电阻为R562和R563，在两个电阻之间设置信号AD-5Vout采样端，DSP获取该信号其目的控制为霍尔电流传感器芯片供电电压状态；供电电源的还与两个个串联电阻(R564、R565)电连接，在两个串联电阻之间设置采样点AD-15Vout，用于监控电源电压。

所述转换后的第三电压输出端与所述霍尔电流传感器电连接，为所述霍尔电流传感器提供供电电源。

具体的，参考图3所示，电压输出端+5V_out即5V电压输入给霍尔电流传感器为其供电。

所述电源电压通过第一滤波电阻与所述隔离芯片的电压输入端电连接；

所述隔离芯片的电压输入端与所述第一滤波电阻之间并联第一滤波电容的一端；

所述第一滤波电容的另一端与所述公共地端电连接；

所述电源电压通过第二滤波电容与所述公共地端电连接；

所述隔离芯片的隔离输出端通过第二滤波电阻的一端电连接；

所述第二滤波电阻另一端分别与第三滤波电容的一端，与所述稳压源的高压驱动端电连接；

所述隔离芯片的隔离地端与所述第三滤波电容的另一端电连接。

具体的，参考图3所示，15V的电源电压通过第一滤波电阻R492与电压隔离芯片P3(B1515S)的VIN电连接；同时第一滤波电容C272与电阻R492并联，组成低通滤波器，在15V电源电压通过第二滤波电容C271与输入端的GND电连接；P3的VOU端隔离后的15电压通过第二滤波电阻R493将隔离滤波后电压提供U33的高压驱动端VB；隔离后的电压通过第三滤波电容C270进一步的滤波，C270的距隔离电压+VB1远端与P3的隔离地端VGND电连接。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。