一种点阵式霍尔传感器及其补偿电流寻优方法与流程

本发明涉及电子电力，具体而言，涉及一种点阵式霍尔传感器及其补偿电流寻优方法。

背景技术：

1、传统的流控性霍尔电流传感器的磁环采用单端开口的设计方式，利用开口中放置的霍尔芯片对采样电流进行采样，该方法无法经过线路进行在线校验导致存在系统偏差，再加上开口端的气隙，降低了传感器精度。此外，现有的霍尔传感器存在不等位电动势，进一步地降低的霍尔传感器的检测精度。

2、针对现有技术中霍尔传感器的检测精度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例中提供一种点阵式霍尔传感器及其补偿电流寻优方法，以解决现有技术中霍尔传感器的检测精度较低的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种点阵式霍尔传感器，所述点阵式霍尔传感器包括：

3、至少四对霍尔元件，每对霍尔元件包括第一霍尔元件和第二霍尔元件，第一霍尔元件分布在环形印刷电路板的其中一面的不同位置，第二霍尔元件分布在环形印刷电路板的另一面的不同位置，所述第一霍尔元件和第二霍尔元件的位置相对应；

4、所述第一霍尔元件的输出侧的第二端子与所述第二霍尔元件的输出侧的第一端子连接，所述第一霍尔元件的输出侧的第一端子与所述第二霍尔元件的输出侧的第二端子连接差分放大器的两个输入端；

5、所述第一霍尔元件的输入侧的第一端子和第二端子之间接入第一补偿恒流源；所述第二霍尔元件的输入侧的第一端子和第二端子之间接入第二补偿恒流源；其中，所述第一补偿恒流源输出的电流与所述第二补偿恒流源输出的电流方向相反。

6、进一步地，所述差分放大器包括：

7、第一比较器，其同相输入端连接所述第一霍尔元件的输出侧的第一端子，其反相输入端通过依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻接地；

8、第二比较器，其同相输入端通过依次串联的第四电阻、第五电阻、连接第一运算放大器的反相输入端，其反相输入端连接所述第二霍尔元件的输出侧的第二端子；

9、所述第一运算放大器，其同相输入端连接至所述第二电阻和所述第三电阻之间，其输出端连接处理芯片，其输出端还通过第六电阻连接其自身的反相输入端；

10、第二运算放大器，其同相输入端连接所述可调电阻的接地端，其反相输入端连接自身的输出端，其输出端通过第七电阻连接至所述第一运算放大器的反相输入端；

11、所述第一电阻与所述第四电阻之间设置有第八电阻。

12、进一步地，所述差分放大器还包括：

13、滤波电容，其第一端连接至所述第七电阻与所述第一运算放大器的反相输入端之间，其第二端连接至所述第六电阻与所述第一运算放大器的输出输入端之间。

14、进一步地，所述点阵式霍尔传感器还包括：

15、求和运算器，用于连接每个差分放大器，用于对所有差分放大器的输出电压进行求和。

16、本发明还提供一种补偿电流寻优方法，应用于上述点阵式霍尔传感器，该方法包括：

17、在未检测待测电流时，控制第一补偿恒流源输出第一方向的第一补偿电流，控制第二补偿恒流源输出第二方向的第二补偿电流，并记录差分放大器的输出电压；

18、保持所述第一补偿电流和所述第二补偿电流其中一个补偿电流不变，根据所述差分放大器的输出电压调整另一补偿电流。

19、进一步地，根据差分放大器的输出电压调整另一补偿电流，包括：

20、控制所述另一补偿电流按照预设调整步长增大或者减小；

21、判断所述差分放大器的输出电压的变化趋势；

22、根据所述差分放大器的输出电压的变化趋势确定所述另一补偿电流的调整趋势以及调整步长。

23、进一步地，根据所述差分放大器的输出电压的变化趋势确定所述另一补偿电流的调整趋势以及调整步长，包括：

24、如果所述差分放大器的输出电压与目标值的差值的正负是否发生变化；

25、如果是，则改变当前调整趋势，并且缩小所述预设调整步长；

26、如果否，则判断所述差分放大器的输出电压与目标值的差值是否减小，如果是，则保持当前调整趋势，并且保持或者扩大所述预设调整步长；如果否，则改变当前调整趋势，并且扩大所述调整步长。

27、进一步地，所述方法还包括：

28、在每次调整所述另一补偿电流的大小之后，判断所述差分放大器的输出电压与目标值的差值的绝对值是否小于预设偏差；

29、如果是，则停止调整所述另一补偿电流值。

30、进一步地，根据差分放大器的输出电压调整另一补偿电流之前，所述方法还包括：

31、判断所述差分放大器的输出电压与目标值的差值的绝对值是否小于预设偏差；

32、如果是，则停止调整所述另一补偿电流值；

33、如果否，则触发根据差分放大器的输出电压调整另一补偿电流。

34、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述寻优补偿方法。

35、应用本发明的技术方案，省略了磁环和气隙，解决的气隙处容易产生干扰，影响检测精度的问题，同时，设置至少四对霍尔元件，围绕在待测电流的导线周围，能够提高检测精度，并且，将两个霍尔元件的输出侧的端子首尾连接，同时，在其中一个霍尔元件的输入侧的两个端子之间接入一个恒流源，在另一个霍尔元件的输入侧的两个端子之间接入另一恒流源，且两个恒流源提供的电流方向相反，使两个霍尔元件的不等位电动势相互抵消，能够实现减小不等位电动势对电流检测精度的影响，进一步提高霍尔传感器的检测精度。

技术特征：

1.一种点阵式霍尔传感器，其特征在于，所述点阵式霍尔传感器包括：

2.根据权利要求1所述的点阵式霍尔传感器，其特征在于，所述差分放大器包括：

3.根据权利要求2所述的点阵式霍尔传感器，其特征在于，所述差分放大器还包括：

4.根据权利要求1所述的点阵式霍尔传感器，其特征在于，所述点阵式霍尔传感器还包括：

5.一种补偿电流寻优方法，应用于权利要求1至4中任一项所述的点阵式霍尔传感器，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据差分放大器的输出电压调整另一补偿电流，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述差分放大器的输出电压的变化趋势确定所述另一补偿电流的调整趋势以及调整步长，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据差分放大器的输出电压调整另一补偿电流之前，所述方法还包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求5至9中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开一种点阵式霍尔传感器及其补偿电流寻优方法。其中，该霍尔传感器包括：至少四对霍尔元件，每对霍尔元件包括第一霍尔元件和第二霍尔元件，第一霍尔元件分布在环形印刷电路板的其中一面的不同位置，第二霍尔元件分布在环形印刷电路板的另一面的不同位置，第一霍尔元件和第二霍尔元件的位置相对应；第一霍尔元件和第二霍尔元件的输出侧的端子首尾连接，其中一个霍尔元件的输入侧的两个端子之间接入一个恒流源，在另一个霍尔元件的输入侧的两个端子之间接入另一恒流源，且两个恒流源提供的电流方向相反。通过本发明，能够提高霍尔传感器的检测精度。

技术研发人员：许如远,周家葆,唐海洋,钟雪萍,徐晶
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31