霍尔效应传感器集成电路的关键设计特征

本文讨论了为什么电器设计人员应考虑将霍尔效应传感器集成电路（IC）用于电机控制。本文档涵盖了提高电机效率的几个关键设计特征，例如精度，响应时间，功耗和封装。

介绍

包括冰箱，洗衣机和空调在内的设备中的电机控制电路需要在满足成本要求的同时更有效，可靠和安全地运行。随着人们越来越关注能源效率，电器制造商应考虑使用霍尔效应电流传感器IC进行电机控制。

无论是在高端（近电源电势）还是低端（近地电势）应用中，这些电流检测设备都可以直接提高电动机的效率。这些霍尔效应传感器IC用于确定何时向电动机线圈施加电流以尽可能有效地控制电动机。IC将流经集成到IC封装中的导体的电流产生的磁场转换成与该电流成正比的电压。

除电流检测外，还有许多用于控制电机的控制技术或算法。这就是霍尔效应传感器IC的精度和响应时间至关重要的地方。通常，电流传感器IC越准确和越快，则电动机的控制能力就越好，从而可以提高设计效率。由于功率输出的增加和散热的降低，更高的效率转化为小型电机的潜力，这可以消除对电机中冷却设备或散热器的需求。

每个设备的应用都是不同的，并且受特定的电动机控制技术或算法以及电动机类型的影响。因此，设计人员需要通过评估提高电机效率的几个关键设计特性，确保将正确的霍尔效应传感器IC与他们的应用相匹配。这些特性包括准确性，响应时间，功耗和封装。电压隔离是高端应用的另一个重要标准。我们将分别查看每个规范。

精度会影响电动机的扭矩

无论是高端检测配置还是低端检测配置，为实现高能效而设计的设备制造商都需要电流传感器IC来准确检测电动机中的电流，以控制电动机的时序和方向。更高的精度直接转化为更好，更严格的电动机控制。

例如，在三相电动机中，所有三相都应同时切换以实现最高效率。为了使电动机在其峰值效率点运行，需要对其进行精确控制，这需要高度精确的电流传感器。开关应尽可能靠近零电流点进行，以避免感应开关功率损耗和电压尖峰。开关晶体管需要空载时间，因此切换需要一些时间，并且不会完全在零电流点。

Allegro提供了创新的霍尔效应电流传感器IC，该电流传感器将载流导体和霍尔传感器IC集成在单个IC封装中。通过将导体放置在靠近霍尔传感器IC的位置，可以最大程度地提高磁场强度，从而提高了IC的精度。一些示例包括ACS710，ACS711，ACS712和ACS758。

Allegro在内部对这些单片器件进行编程，以补偿温度范围内的偏移和灵敏度，从而进一步提高了精度和系统可靠性。良好的零电流检测可以帮助保护MOSFET和IGBT等功率开关器件免受损坏，因为如果在承载电流的同时切换感性负载，它们就会看到高电压和体二极管电流。

响应时间影响效率

在三相电机应用中，如果未优化电机换向正时，则电机将无法达到其峰值转矩，从而导致电机和系统效率降低。提供快速输出响应时间的电流传感器IC可实现更小的控制环路延迟和更精确的电机控制，从而直接转化为更高的电机换向效率。

例如，Allegro的霍尔效应电流传感器IC的响应时间在4到6微秒之间。例如，对于低侧检测，ACS711提供4.6微秒的响应时间，并提供小于2微秒的快速故障输出，有助于防止在短路或过流情况下损坏IGBT或其他开关器件。它也可以用作电动机控制中的冗余故障功能。

编辑：hfy