一种高精度霍尔传感装置的制作方法

本实用新型涉及霍尔传感设备，尤其是涉及一种高精度霍尔传感装置。

背景技术：

霍尔传感设备是根据磁场变化来输出相应检测信号的装置。由于磁场变化幅度较为微弱，对于霍尔传感器来说，任何位置上的微小变化都会使检测结果发生偏差。

现有的霍尔传感装置生产方式主要有两种，第一种是先对芯片进行编程，然后封装，这种方式会使封装后的芯片由于应力而导致位置改变，从而给检测结果带来明显的差异，降低了检测的准确度；另一种方式是先封装，然后通过额外的编程针进行编程，这种方式需要在正常的针脚以外添加编程针，使连接头的结构发生变化，失去了与原有设备的兼容性，并且编程针在后期的应用中作用为零，还会增加出现短路等故障的几率。

技术实现要素：

本实用新型主要是解决现有技术所存在的霍尔传感器会因为封装而导致检测结果不准确的技术问题，提供一种可以先封装后编程，芯片不会因为封装应力而产生误差，并且不改变连接头结构的高精度霍尔传感装置。

本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高精度霍尔传感装置，包括外壳和电路板，所述电路板安装在外壳内，焊接在电路板上的针脚穿过连接腔底板的通孔进入连接腔，通孔内填有密封胶，所述电路板上包括电压转换电路、编程电路、第一传感器电路、第二传感器电路和第三传感器电路，所述电压转换电路的输入端连接VDD针脚和GND针脚，GND针脚为接地针脚，电压转换电路的输出端分别连接第一传感器电路、第二传感器电路和第三传感器电路，第一传感器电路包括传感器U1；所述编程电路包括保险丝和二极管D6，保险丝的第一端连接VDD针脚，保险丝的第二端连接传感器U1的VDD脚，二极管D6的正极接地，二极管D6的负极连接保险丝的第二端。

电路板通过灌封固化的方式封装在外壳的底腔内。封装完成后，编程器连接VDD针脚和GND针脚，以编程电压对传感器U1进行编程。此时保险丝将电压转换电路短路，编程电压直接施加到传感器U1上，顺利实现编程。编程结束后，在VDD端施加反向电压，此时二极管D6起作用。大电流从GND针脚进入，通过二极管D6和保险丝后从VDD针脚流出，将保险丝熔断，编程电路失效，电压转换电路在正常工作时生效，为各传感器电路提供工作电压。

作为优选，所述电压转换电路包括电容C4、电容C6、电容C7、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D4和二极管D5；所述电容C6的第一端连接VDD针脚，第二端通过电容C7连接GND针脚；二极管D5的正极连接VDD针脚，二极管D5的负极通过电阻R3连接二极管D2的负极；二极管D2的正极连接GND针脚；电阻R4的第一端连接二极管D2的负极，电阻R4的第二端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接GND针脚；电容C4和二极管D1并联；二极管D4的正极连接二极管D1的负极，二极管D4的负极连接保险丝的第二端；电阻R5和电阻R6都与电阻R4并联。

在保险丝熔断后，电压转换电路起作用，将12V的供电电压转换为5V电压。

作为优选，所述第一传感电路包括传感器U1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电阻R1和电阻R2；传感器U1为磁场感应式位置芯片，传感器的VDD脚为1脚；所述电阻R1的第一端连接保险丝的第二端，电阻R1的第二端连接传感器U1的1脚；传感器U1的2脚、3脚、4脚、6脚和8脚都接地；电容C1的第一端连接传感器U1的1脚，第二端接地；电容C2的第一端连接传感器U1的5脚，第二端接地；电阻R2的第一端连接传感器U1的5脚，第二端连接EPB针脚；电容C5的第一端连接EPB针脚，第二端接地；电容C3的第一端连接传感器U1的7脚，第二端接地。

磁场感应式位置芯片的工作电压为4.5~5.5V，编程电压为8V。磁场感应式位置芯片可以是MLX90364、MLX90365、HAL82x系列、HAL24xy系列、HAL37xy系列或ATS341等芯片。

本实用新型带来的有益效果是，可以避免封装时产生的应力导致霍尔传感器芯片位置变化，提高检测的精度；通过共用VDD针脚，避免了额外的编程针所带来的连接头结构变化，提高兼容性。

附图说明

图1是本实用新型的一种外壳结构主视图；

图2是本实用新型的一种外壳结构示意图；

图3是本实用新型的一种电路图；

图中：1、外壳；2、连接腔；3、针脚；4、底腔。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种高精度霍尔传感装置，包括外壳1和电路板，所述电路板安装在外壳内，如图1和图2所示，焊接在电路板上的针脚3穿过连接腔底板的通孔进入连接腔2，通孔内填有密封胶。如图2所示，电路板上包括电压转换电路、编程电路、第一传感器电路、第二传感器电路和第三传感器电路，所述电压转换电路的输入端连接VDD针脚和GND针脚，GND针脚为接地针脚，电压转换电路的输出端分别连接第一传感器电路、第二传感器电路和第三传感器电路，第一传感器电路包括传感器U1；所述编程电路包括保险丝和二极管D6，保险丝的第一端连接VDD针脚，保险丝的第二端连接传感器U1的VDD脚，二极管D6的正极接地，二极管D6的负极连接保险丝的第二端。

电压转换电路包括电容C4、电容C6、电容C7、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D4和二极管D5；所述电容C6的第一端连接VDD针脚，第二端通过电容C7连接GND针脚；二极管D5的正极连接VDD针脚，二极管D5的负极通过电阻R3连接二极管D2的负极；二极管D2的正极连接GND针脚；电阻R4的第一端连接二极管D2的负极，电阻R4的第二端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接GND针脚；电容C4和二极管D1并联；二极管D4的正极连接二极管D1的负极，二极管D4的负极连接保险丝的第二端；电阻R5和电阻R6都与电阻R4并联。

第一传感电路包括传感器U1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C5、电阻R1和电阻R2；传感器U1为磁场感应式位置芯片MLX90365，传感器的VDD脚为1脚；所述电阻R1的第一端连接保险丝的第二端，电阻R1的第二端连接传感器U1的1脚；传感器U1的2脚、3脚、4脚、6脚和8脚都接地；电容C1的第一端连接传感器U1的1脚，第二端接地；电容C2的第一端连接传感器U1的5脚，第二端接地；电阻R2的第一端连接传感器U1的5脚，第二端连接EPB针脚；电容C5的第一端连接EPB针脚，第二端接地；电容C3的第一端连接传感器U1的7脚，第二端接地。

本装置的封装编程过程包括以下步骤：

S01、将针脚通过注塑固定在外壳的连接腔内，针脚下端穿过连接腔底板的通孔进入底腔4；

S02、将芯片及针脚与PCB板焊接固定；

S03、以灌封胶将PCB板灌封固化在外壳的底腔内；

S04、将编程器的正极与VDD针脚连接，负极与GND针脚连接，通过编程器对传感器U1进行程序烧录；

S05、烧录接收后，在VDD针脚施加低于GND针脚电压的反向电压，且GND针脚与VDD针脚的电压差大于保险丝的熔断电压，使保险丝熔断；

S06、断开VDD针脚及GND针脚与外部的连接，封装及编程过程结束。

保险丝的熔断电压为2V。

针脚包括VDD（供电）针脚、GND（地）针脚、EPB针脚、CTS针脚和CBS针脚，EPB针脚、CTS针脚和CBS针脚为输出信号针脚。

可编程传感器芯片MLX90365工作电压为4.5~5.5V，编程电压为8V，产品供电电压为12V。为使芯片能正常工作，需要一个电压转换电路将12V供电电压（图2中VDD）转换为5V电压（图2中V0-P）。而芯片需要编程，编程时编程器要将芯片电压（V0-P）升到8V。如果将编程器接到VDD端，由于电压转换电路的作用， V0-P的电压值始终是5V，无法实现编程。

为此现有的解决方式是另外接一根针脚连到V0-P端专门用于编程或在封装前进行编程。编程只在产品出厂时需要，之后正常使用都用不到，且多一根针脚与用户端的标准接插头也不匹配，封装前编程会导致封装后信号偏差。

本实施例通过在VDD端和V0-P之间加个保险丝， V0-P和地之间接个反向二极管组成编程电路，实现编程模块与芯片模块的电压匹配。编程时，编程器接在VDD端，由于保险丝将电压转换电路短路，使之不起作用，加在VDD端的8V电压可直接到V0-P实现编程。待编程结束，在VDD端加反向电压，此时二极管起作用，大电流通过二极管D6流经保险丝将其溶断，之后编程电路不起作用。

电阻、电容、二极管、稳压管组成电压转换电路实现客户输出模块与芯片模块的电压匹配。在保险丝熔断后，正常工作时起作用。

编程在封装后进行，可以避免封装时产生的应力导致霍尔传感器芯片位置变化，提高检测的精度。通过共用VDD针脚，避免了额外的编程针所带来的连接头结构变化，提高兼容性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明创造精神作举例说明。本方案所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明创造的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了灌封、外壳、传感器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本方案的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明创造精神相违背的。