一种霍尔失调电压补偿电路及补偿方法与流程

本发明涉及霍尔传感器，具体涉及一种霍尔失调电压补偿电路及补偿方法。

背景技术：

1、霍尔传感器工作原理为霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。

2、然而，霍尔传感器在工作过程中会产生失调电压，失调电压是指在无电流流过时，两个感应面输出的电压之间的差值。失调电压会影响传感器的测量精度和稳定性。现有技术中，通常会在霍尔传感器设计过程中对其进行相关的校准和调整，然而，失调电压的会因为霍尔元件在制造中出现的差异会增加设计或生成过程中进行的校准和调整的工作量，从而增加设计和制造成本。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中，对霍尔失调电压的调整和校准会增加设计和制造成本等技术问题，本发明提供一种霍尔失调电压补偿电路及补偿方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种霍尔失调电压补偿电路，包括：

4、霍尔元件，用于输出霍尔电压；

5、增益放大模块，连接所述霍尔元件，用于将所述霍尔电压进行放大，得到放大电压信号；

6、第一模数转换模块，连接所述增益放大模块，用于将所述放大电压信号转换为数字信号；

7、数据处理模块，连接所述第一模数转换模块；

8、开关模块，连接所述霍尔元件以及所述数据处理模块，并受控于所述数据处理模块；

9、霍尔激励模块，连接所述开关模块，用于通过所述开关模块向所述霍尔元件提供激励电压或激励电流；

10、程控可调电阻模块，连接所述增益放大模块以及所述数据处理模块，用于在所述数据处理模块的控制下改变电阻值；

11、电压供给模块，连接所述程控可调电阻模块，用于通过所述程控可调电阻模块向所述增益放大模块提供失调补偿电压；

12、所述数据处理模块，用于通过控制所述开关模块切断所述霍尔激励模块向所述霍尔元件提供激励电压或激励电流，并在切断所述霍尔激励模块向所述霍尔元件提供的所述激励电压或所述激励电流后根据所述第一模数转换模块输出的所述数字信号计算失调电压；根据所述失调电压调节所述程控可调电阻模块的电阻值；且在调节所述程控可调电阻模块的电阻值后，通过控制所述开关模块开启所述霍尔激励模块向所述霍尔元件提供所述激励电压或所述激励电流。

13、本发明的有益效果是：通过在未激励状态下检测霍尔电压，在为激励状态下霍尔电压为霍尔传感器的失调电压，根据失调电压调节程控可调电阻模块的电阻值以改变补偿电压，实现了在线补偿，避免在设计制造过程中进行补偿操作，降低设计和制造成本，提高了生产制造效率；同时，还能够根据实际应用环境实现闭环反馈补偿，提高了应用范围。

14、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

15、进一步，所述数据处理模块，还用于在所述霍尔元件上无磁场且所述霍尔激励模块正常向所述霍尔元件提供所述激励电压或所述激励电流时，根据所述数字信号计算调零电压；根据所述失调电压以及所述调零电压调节所述程控可调电阻模块的电阻值。

16、进一步，还包括：

17、温度传感器，用于采集所述霍尔元件的温度，输出温度模拟信号；

18、第二模数传感器，连接所述温度传感器以及所述数据处理模块，用于将所述温度模拟信号转换为温度数字信号；

19、所述数据处理模块，还用于根据所述温度数字信号控制所述开关模块的通断。

20、进一步，所述数据处理模块，具体用于将所述温度数字信号换算为温度值，当所述温度值大于或等于预设阈值时，切断所述开关模块；当所述温度值小于所述预设阈值时，开启所述开关模块。

21、进一步，所述增益放大模块包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4以及运算放大器u1；

22、所述运算放大器u1的同相输入端分别与所述电阻r1的一端以及所述电阻r3的一端电连接，所述电阻r1的另一端与所述霍尔元件的输出端的正极电连接，所述电阻r3的另一端接地；所述运算放大器u1的反相输入端分别与所述电阻r2的一端以及所述电阻r4的一端电连接，所述电阻r2的另一端与所述霍尔元件的输出端的负极电连接，所述电阻r4的另一端与所述运算放大器u1的输出端电连接；所述运算放大器u1的输出端与所述第一模数转换模块电连接，所述电压供给模块通过所述程控可调电阻模块与所述运算放大器u1的反相输入端电连接。

23、进一步，所述程控可调电阻模块包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、mos管q1、mos管q2、mos管q3、mos管q4以及mos管q5；

24、所述电阻r5的一端与所述运算放大器u1的反相输入端电连接，所述电阻r5的另一端分别与所述电阻r6的一端以及所述mos管q1的漏极电连接，所述电阻r6的另一端分别与所述电阻r7的一端以及所述mos管q2的漏极电连接，所述电阻r7的另一端与所述电阻r8的一端以及所述mos管q3的漏极电连接，所述电阻r8的另一端分别与所述电阻r9的一端以及所述mos管q4的漏极电连接，所述电阻r9的另一端以及所述mos管q5的漏极均接地；

25、所述数据处理模块分别与所述mos管q1的栅极、所述mos管q2的栅极、所述mos管q3的栅极、所述mos管q4的栅极以及所述mos管q5的栅极电连接；所述mos管q1的源极、所述mos管q2的源极、所述mos管q3的源极、所述mos管q4的源极以及所述mos管q5的源极均与所述电压供给模块电连接。

26、进一步，所述开关模块包括电阻r10、电阻r11以及mos管q6；所述电阻r10的一端与所述霍尔激励模块电连接，所述电阻r10的另一端与所述mos管q6的漏极电连接，所述mos管q6的栅极分别与所述电阻r11的一端以及所述数据处理模块电连接，所述电阻r11的另一端接地，所述mos管q6的源极与所述霍尔元件电连接。

27、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种霍尔失调电压补偿方法，其具体技术内容如下：

28、一种霍尔失调电压补偿方法，应用于上述霍尔失调电压补偿电路，包括如下步骤：

29、在数据处理模块的控制下利用开关模块切断霍尔激励模块向霍尔元件供给激励电压或激励电流；

30、利用霍尔元件输出霍尔电压；

31、利用增益放大模块将所述霍尔电压进行放大，得到放大电压信号；

32、利用数据处理模块根据所述数字信号计算失调电压；

33、数据处理模块根据所述失调电压调节程控可调电阻模块的电阻值；

34、电压供给模块通过所述程控可调电阻模块向所述增益放大模块提供失调补偿电压；

35、在数据处理模块的控制下让开关模块开启开关模块，让所述激励电压或所述激励电流通过所述开关模块传输至所述霍尔元件。

36、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种霍尔传感器，其具体技术内容如下：

37、一种霍尔传感器，包括上述霍尔失调电压补偿电路。