梁森——霍爾傳感器

1、2022-4-131機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社中等職業(yè)教育電氣類規(guī)劃教材中等職業(yè)教育電氣類規(guī)劃教材 自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)第八章第八章多媒體課件200951 更新2022-4-132第八章第八章 霍爾傳感器霍爾傳感器 在這一章里，卡卡要給大家介紹霍爾傳在這一章里，卡卡要給大家介紹霍爾傳感器的原理、特性、霍爾集成電路（霍爾感器的原理、特性、霍爾集成電路（霍爾IC）及其應(yīng)用。霍爾）及其應(yīng)用。霍爾IC可以用于測(cè)量地球可以用于測(cè)量地球磁場(chǎng)，制成電羅盤；將霍爾磁場(chǎng)，制成電羅盤；將霍爾IC夾在環(huán)形鐵夾在環(huán)形鐵心的缺口中，可以制成大電流變送器?；粜牡娜笨谥?，可以制成大電流變送器。霍爾傳感器還

2、廣泛用于高斯計(jì)、無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、爾傳感器還廣泛用于高斯計(jì)、無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、接近開關(guān)等。霍爾傳感器的最大特點(diǎn)是非接近開關(guān)等?；魻杺鞲衅鞯淖畲筇攸c(diǎn)是非接觸測(cè)量。接觸測(cè)量。最基本的霍最基本的霍爾元件是一爾元件是一種種四端元件四端元件第一節(jié)第一節(jié) 霍爾元件的結(jié)構(gòu)及工作原理霍爾元件的結(jié)構(gòu)及工作原理 半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的磁場(chǎng)中，的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于薄片，當(dāng)有電流磁場(chǎng)方向垂直于薄片，當(dāng)有電流I 流過(guò)薄片時(shí)，在流過(guò)薄片時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)EH，這，這種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)。 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B為零

3、時(shí)的情況為零時(shí)的情況c cd da ab b磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B 較大時(shí)的情況較大時(shí)的情況 作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度作用在半導(dǎo)體薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度B越強(qiáng)，霍爾電勢(shì)越強(qiáng)，霍爾電勢(shì)也就越高?；魻栯妱?shì)也就越高?；魻栯妱?shì)EH可用下式表示：可用下式表示： EH=KH IB霍爾效應(yīng)動(dòng)畫演示霍爾效應(yīng)動(dòng)畫演示 當(dāng)磁場(chǎng)垂直于薄片時(shí)，電子受到洛侖茲力的當(dāng)磁場(chǎng)垂直于薄片時(shí)，電子受到洛侖茲力的作用，作用，向內(nèi)側(cè)（向內(nèi)側(cè)（d 側(cè)）偏移，在半導(dǎo)體薄片側(cè)）偏移，在半導(dǎo)體薄片c、d方方向的端面之間建立起霍爾電勢(shì)。向的端面之間建立起霍爾電勢(shì)。c cd da ab ba ad dc cb b磁場(chǎng)不垂直于霍爾元件時(shí)的霍爾電

4、動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)不垂直于霍爾元件時(shí)的霍爾電動(dòng)勢(shì) 若磁感應(yīng)強(qiáng)度若磁感應(yīng)強(qiáng)度B B不垂直于霍爾元件，而是與其不垂直于霍爾元件，而是與其法法線成某一角度線成某一角度 時(shí)，實(shí)際上作用于霍爾元件上的時(shí)，實(shí)際上作用于霍爾元件上的有效有效磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度是其法線方向（與薄片垂直的方向）的分是其法線方向（與薄片垂直的方向）的分量，即量，即B Bcoscos ，這時(shí)的，這時(shí)的霍爾電勢(shì)與法線的夾角的余弦霍爾電勢(shì)與法線的夾角的余弦成正比成正比： E EH H= =K KH HIBIBcoscos 磁場(chǎng)不垂直于霍爾元件時(shí)的霍爾電動(dòng)勢(shì)磁場(chǎng)不垂直于霍爾元件時(shí)的霍爾電動(dòng)勢(shì)演示演示結(jié)論：結(jié)論：霍爾電勢(shì)與輸入電流霍爾電勢(shì)與輸入電流

5、I、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比。成正比。當(dāng)當(dāng)B的方向改變時(shí)，霍爾電勢(shì)的方向也隨之改變。的方向改變時(shí)，霍爾電勢(shì)的方向也隨之改變。如果所施加的磁場(chǎng)為交變磁場(chǎng)，霍爾電勢(shì)為同頻率如果所施加的磁場(chǎng)為交變磁場(chǎng)，霍爾電勢(shì)為同頻率的交變電勢(shì)的交變電勢(shì)。a ac cd db b霍爾元件的主要外特性參數(shù)霍爾元件的主要外特性參數(shù) 最大最大磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度BM 上圖所示霍爾元件的線性范圍是上圖所示霍爾元件的線性范圍是負(fù)的多少高斯負(fù)的多少高斯至正的多少高斯至正的多少高斯？（？（1T104Gs）線性區(qū)線性區(qū)mVmVB B霍爾元件的主要外特性參數(shù)（續(xù)）霍爾元件的主要外特性參數(shù)（續(xù)） 最大最大激勵(lì)電流激勵(lì)電流IM :

6、 : 由于霍爾電勢(shì)隨激勵(lì)電流增大而增大，故由于霍爾電勢(shì)隨激勵(lì)電流增大而增大，故在應(yīng)用中總希望選用較大的激勵(lì)電流。但激勵(lì)在應(yīng)用中總希望選用較大的激勵(lì)電流。但激勵(lì)電流增大，霍爾元件的電流增大，霍爾元件的功耗增大功耗增大，元件的溫度元件的溫度升高升高，從而，從而引起霍爾電勢(shì)的溫漂增大引起霍爾電勢(shì)的溫漂增大，因此每，因此每種型號(hào)的元件均規(guī)定了相應(yīng)的種型號(hào)的元件均規(guī)定了相應(yīng)的最大激勵(lì)電流最大激勵(lì)電流，它的數(shù)值從幾毫安至十幾毫安。它的數(shù)值從幾毫安至十幾毫安。 以下哪一個(gè)以下哪一個(gè)激勵(lì)電流的數(shù)值較為妥當(dāng)激勵(lì)電流的數(shù)值較為妥當(dāng)？8A 8A 0.8mA0.8mA 8mA8mA 80mA 80mA 第二節(jié)第二節(jié)

7、霍爾集成電路霍爾集成電路 霍爾集成電路可分為線性型和開關(guān)型兩大類。霍爾集成電路可分為線性型和開關(guān)型兩大類。 線性型集成電路是將霍爾元件和恒流源、線性差線性型集成電路是將霍爾元件和恒流源、線性差動(dòng)放大器等做在一個(gè)芯片上，輸出電壓為伏級(jí)，比直動(dòng)放大器等做在一個(gè)芯片上，輸出電壓為伏級(jí)，比直接使用霍爾元件方便得多。較典型的線性型霍爾器件接使用霍爾元件方便得多。較典型的線性型霍爾器件如如UGN3501等。等。 線性型三端線性型三端 霍爾集成電路霍爾集成電路線性型霍爾特性線性型霍爾特性 右圖示出了具有雙右圖示出了具有雙端差動(dòng)輸出特性的線性端差動(dòng)輸出特性的線性霍爾器件的輸出特性曲霍爾器件的輸出特性曲線。當(dāng)磁

8、場(chǎng)為零時(shí)，它線。當(dāng)磁場(chǎng)為零時(shí)，它的輸出電壓等于零；當(dāng)?shù)妮敵鲭妷旱扔诹?；?dāng)感受的磁場(chǎng)為正向（磁感受的磁場(chǎng)為正向（磁鋼的鋼的S S極對(duì)準(zhǔn)霍爾器件極對(duì)準(zhǔn)霍爾器件的正面）時(shí)，的正面）時(shí)， 輸出為輸出為正；磁場(chǎng)反向時(shí)，輸出正；磁場(chǎng)反向時(shí)，輸出為負(fù)。為負(fù)。 請(qǐng)畫出線性范圍請(qǐng)畫出線性范圍開關(guān)型霍爾集成電路開關(guān)型霍爾集成電路 開關(guān)型霍爾集成電路是將開關(guān)型霍爾集成電路是將霍爾元件霍爾元件、穩(wěn)穩(wěn)壓電路壓電路、放大器放大器、施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器、OC門門（集（集電極開路輸出門）等電路做在同一個(gè)芯片上。電極開路輸出門）等電路做在同一個(gè)芯片上。當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)規(guī)定的工作點(diǎn)時(shí)，當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)規(guī)定的工作點(diǎn)時(shí)，OC

9、門門由高阻態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，輸出變?yōu)榈碗娖接筛咦钁B(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，輸出變?yōu)榈碗娖剑划?dāng)當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度低于釋放點(diǎn)時(shí)，外加磁場(chǎng)強(qiáng)度低于釋放點(diǎn)時(shí)，OC門重新變門重新變?yōu)楦咦钁B(tài)，輸出高電平為高阻態(tài)，輸出高電平。較典型的開關(guān)型霍。較典型的開關(guān)型霍爾器件爾器件如如UGN3020等。等。開關(guān)型霍爾集成電路開關(guān)型霍爾集成電路的外形及內(nèi)部電路的外形及內(nèi)部電路OCOC門門 施密特施密特 觸發(fā)電路觸發(fā)電路 雙端輸入、雙端輸入、 單端輸出運(yùn)放單端輸出運(yùn)放霍爾霍爾 元件元件. .VccVcc開關(guān)型霍爾集成電路開關(guān)型霍爾集成電路（OC門輸出）的接線門輸出）的接線 請(qǐng)按以下電路，將下一頁(yè)中的有關(guān)元件連接起來(lái)請(qǐng)按以下電路，將下一頁(yè)

10、中的有關(guān)元件連接起來(lái).開關(guān)型霍爾集成電路開關(guān)型霍爾集成電路與繼電器的接線與繼電器的接線? ?開關(guān)型霍爾集成電路的史密特輸出特性開關(guān)型霍爾集成電路的史密特輸出特性 回差越回差越大，抗振動(dòng)大，抗振動(dòng)干擾能力就干擾能力就越強(qiáng)。越強(qiáng)。 當(dāng)磁鐵當(dāng)磁鐵從遠(yuǎn)到近地接近霍爾從遠(yuǎn)到近地接近霍爾IC，到多少，到多少特斯拉時(shí)輸出翻轉(zhuǎn)？當(dāng)特斯拉時(shí)輸出翻轉(zhuǎn)？當(dāng)磁鐵從近到遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離磁鐵從近到遠(yuǎn)地遠(yuǎn)離霍爾霍爾IC，到多少特斯拉時(shí)輸出，到多少特斯拉時(shí)輸出再次翻轉(zhuǎn)再次翻轉(zhuǎn)？回回差為多少特斯拉差為多少特斯拉？相當(dāng)于多少高斯（？相當(dāng)于多少高斯（Gs）？）？ 第三節(jié)第三節(jié) 霍爾傳感器的應(yīng)用霍爾傳感器的應(yīng)用 霍爾電勢(shì)是關(guān)于霍爾電勢(shì)是關(guān)于

11、I、B、 三個(gè)變量的函三個(gè)變量的函數(shù)，即數(shù)，即 EH=KHIBcos 。 利用這個(gè)關(guān)系可以使利用這個(gè)關(guān)系可以使其中兩個(gè)量不變其中兩個(gè)量不變，將將第三個(gè)量作為變量第三個(gè)量作為變量，或者固定其中一個(gè)量，或者固定其中一個(gè)量，其余兩個(gè)量都作為變量。這使得霍爾傳感器其余兩個(gè)量都作為變量。這使得霍爾傳感器有許多用途。有許多用途。 霍爾傳感器主要用于測(cè)量能夠轉(zhuǎn)換為霍爾傳感器主要用于測(cè)量能夠轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)變化的其他物理量。磁場(chǎng)變化的其他物理量?；魻柼厮估?jì)（高斯計(jì)）霍爾特斯拉計(jì)（高斯計(jì)） 霍爾元件霍爾元件霍爾高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）的使用霍爾高斯計(jì)（特斯拉計(jì)）的使用 霍爾元件霍爾元件磁鐵磁鐵霍爾傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度霍

12、爾傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度 霍爾元件霍爾元件測(cè)量鐵心測(cè)量鐵心 氣隙的氣隙的B值值霍爾轉(zhuǎn)速表霍爾轉(zhuǎn)速表60 22fn 在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤齒盤，也可選取機(jī)，也可選取機(jī)械系統(tǒng)中的一個(gè)械系統(tǒng)中的一個(gè)齒輪齒輪，將，將線性型線性型霍爾器件及磁路系統(tǒng)霍爾器件及磁路系統(tǒng)靠近齒盤靠近齒盤。齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使磁路的。齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)使磁路的磁阻隨氣隙的改變磁阻隨氣隙的改變而而周期性地變化，霍爾器件輸出的周期性地變化，霍爾器件輸出的微小脈沖信號(hào)經(jīng)隔直、微小脈沖信號(hào)經(jīng)隔直、放大、整形后可以確定被測(cè)物的轉(zhuǎn)速放大、整形后可以確定被測(cè)物的轉(zhuǎn)速。S SN N線性霍爾線性霍爾磁鐵磁鐵霍爾轉(zhuǎn)速表原理霍爾轉(zhuǎn)

13、速表原理 當(dāng)齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，磁力線當(dāng)齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，磁力線集中穿過(guò)霍集中穿過(guò)霍爾元件爾元件，可產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢(shì)，放大、整，可產(chǎn)生較大的霍爾電動(dòng)勢(shì)，放大、整形后輸出高電平；反之，當(dāng)形后輸出高電平；反之，當(dāng)齒輪的空擋對(duì)準(zhǔn)霍齒輪的空擋對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)，輸出為低電平爾元件時(shí)，輸出為低電平?；魻栟D(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置霍爾轉(zhuǎn)速傳感器在汽車防抱死裝置（ABS）中的應(yīng)用）中的應(yīng)用 若汽車在剎車時(shí)車輪被若汽車在剎車時(shí)車輪被抱死抱死，將產(chǎn)生危險(xiǎn)。，將產(chǎn)生危險(xiǎn)。用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)和保持車輪的用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)和保持車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，有助于有助于控制剎車力的大小控制剎車力的大小和防止和防止側(cè)偏側(cè)偏。帶

14、有微帶有微型磁鐵型磁鐵的霍爾的霍爾傳感器傳感器鋼質(zhì)鋼質(zhì)霍爾霍爾霍爾轉(zhuǎn)速表的其他安裝方法霍爾轉(zhuǎn)速表的其他安裝方法 只要黑色金屬旋轉(zhuǎn)體的表面存在只要黑色金屬旋轉(zhuǎn)體的表面存在缺口或突缺口或突起起，就，就可產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的脈動(dòng)可產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度的脈動(dòng)，從而，從而引起霍爾引起霍爾電勢(shì)的變化電勢(shì)的變化，產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速信號(hào)。 霍爾元件霍爾元件磁鐵磁鐵霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置 采用霍爾式無(wú)采用霍爾式無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置觸點(diǎn)電子點(diǎn)火裝置能較好地能較好地克服汽車克服汽車合金觸點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)間合金觸點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確、不準(zhǔn)確、觸點(diǎn)易燒觸點(diǎn)易燒壞壞、高速時(shí)動(dòng)力不高速時(shí)動(dòng)力不足足等缺點(diǎn)等缺點(diǎn)。 汽

15、車點(diǎn)火線圈汽車點(diǎn)火線圈高壓輸出高壓輸出接頭接頭12V低壓電源低壓電源輸入接頭輸入接頭霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置工作原理霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置工作原理 桑塔納汽車霍爾式分電器示意圖桑塔納汽車霍爾式分電器示意圖 1-1-觸發(fā)器葉片觸發(fā)器葉片 2- -槽口槽口 3- -分電器轉(zhuǎn)軸分電器轉(zhuǎn)軸 4- -永久磁鐵永久磁鐵 5- -霍爾集成電路（霍爾集成電路（PNP型霍爾型霍爾IC） a a）帶缺口的觸發(fā)器葉片）帶缺口的觸發(fā)器葉片 b）觸發(fā)器葉片與永久磁鐵及霍爾集）觸發(fā)器葉片與永久磁鐵及霍爾集成電路之間的安裝關(guān)系成電路之間的安裝關(guān)系 c c）葉片位置與點(diǎn)火正時(shí)的關(guān)系）葉片位置與點(diǎn)火正時(shí)的關(guān)系 霍爾式

16、無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置(續(xù)）續(xù)） 汽車電子點(diǎn)火電路及波形汽車電子點(diǎn)火電路及波形 1點(diǎn)火開關(guān)點(diǎn)火開關(guān) 2達(dá)林頓晶體管功率開關(guān)達(dá)林頓晶體管功率開關(guān) 3點(diǎn)火線圈低壓側(cè)點(diǎn)火線圈低壓側(cè) 4點(diǎn)火線圈鐵心點(diǎn)火線圈鐵心 5點(diǎn)火線圈高壓側(cè)點(diǎn)火線圈高壓側(cè) 6分火頭分火頭 7火花塞火花塞 a a）電路）電路 b）霍爾）霍爾IC及點(diǎn)火線圈高壓側(cè)輸出波形及點(diǎn)火線圈高壓側(cè)輸出波形 霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置霍爾式無(wú)觸點(diǎn)汽車電子點(diǎn)火裝置(續(xù)）續(xù)） 當(dāng)葉片遮擋在霍爾當(dāng)葉片遮擋在霍爾ICIC面前時(shí)，面前時(shí)，PNPPNP型霍爾型霍爾ICIC的輸出為低電平，晶體管功率開關(guān)處于導(dǎo)通的輸出為低電平，晶體管

17、功率開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，狀態(tài)，點(diǎn)火線圈低壓側(cè)有較大電流通過(guò)點(diǎn)火線圈低壓側(cè)有較大電流通過(guò)，并以，并以磁場(chǎng)能量的形式儲(chǔ)存在點(diǎn)火線圈的鐵心中磁場(chǎng)能量的形式儲(chǔ)存在點(diǎn)火線圈的鐵心中。 當(dāng)葉片槽口轉(zhuǎn)到霍爾當(dāng)葉片槽口轉(zhuǎn)到霍爾IC面前時(shí)，面前時(shí)，霍爾霍爾IC輸輸出跳變?yōu)楦唠娖匠鎏優(yōu)楦唠娖?，?jīng)反相變?yōu)榈碗娖?，?jīng)反相變?yōu)榈碗娖剑_(dá)林頓達(dá)林頓管截止管截止，切斷點(diǎn)火線圈的低壓側(cè)電流切斷點(diǎn)火線圈的低壓側(cè)電流。由于沒(méi)。由于沒(méi)有續(xù)流元件，所以存儲(chǔ)在點(diǎn)火線圈鐵心中的有續(xù)流元件，所以存儲(chǔ)在點(diǎn)火線圈鐵心中的磁磁場(chǎng)能量在高壓側(cè)感應(yīng)出場(chǎng)能量在高壓側(cè)感應(yīng)出3050kV的高電壓的高電壓。 汽車電子點(diǎn)火裝置使用的點(diǎn)火控制器、汽車電子點(diǎn)火裝

18、置使用的點(diǎn)火控制器、霍爾傳感器及點(diǎn)火總成霍爾傳感器及點(diǎn)火總成磁鐵磁鐵點(diǎn)火總成點(diǎn)火總成霍爾式無(wú)刷電動(dòng)機(jī)霍爾式無(wú)刷電動(dòng)機(jī) 霍爾式無(wú)刷電動(dòng)機(jī)霍爾式無(wú)刷電動(dòng)機(jī)取消取消了換向器和電刷了換向器和電刷，而，而采用霍爾采用霍爾元件來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子和定子之間的元件來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子和定子之間的相對(duì)位置相對(duì)位置，其輸出信號(hào)控制電，其輸出信號(hào)控制電樞電流的換向，維持電動(dòng)機(jī)的樞電流的換向，維持電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 由于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)由于無(wú)刷電動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生不產(chǎn)生電火花及電刷磨損等問(wèn)題電火花及電刷磨損等問(wèn)題，所，所以它在以它在錄像機(jī)、錄像機(jī)、CD唱機(jī)唱機(jī)、光、光驅(qū)等家用電器中得到越來(lái)越廣驅(qū)等家用電器中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。泛的應(yīng)用。

19、 普通直流電動(dòng)機(jī)使普通直流電動(dòng)機(jī)使用的電刷和換向器用的電刷和換向器無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用 電動(dòng)自行車電動(dòng)自行車可充電可充電電池組電池組無(wú)刷電動(dòng)機(jī)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用自行車上的應(yīng)用 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的的外轉(zhuǎn)子采用高性能外轉(zhuǎn)子采用高性能釹鐵硼稀土永磁材料釹鐵硼稀土永磁材料；三個(gè)霍爾位置傳感器三個(gè)霍爾位置傳感器產(chǎn)生六個(gè)狀態(tài)編碼信產(chǎn)生六個(gè)狀態(tài)編碼信號(hào)號(hào)，控制逆變橋各功控制逆變橋各功率管通斷率管通斷，使，使三相內(nèi)三相內(nèi)定子線圈與外轉(zhuǎn)子之定子線圈與外轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩間產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩。具。具有效率高、無(wú)火花、有效率高、無(wú)

20、火花、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)?？煽啃詮?qiáng)等特點(diǎn)。電動(dòng)自行車的電動(dòng)自行車的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)及控制電路無(wú)刷電動(dòng)機(jī)及控制電路 去速度去速度控制器控制器 利用利用PWM調(diào)速調(diào)速光驅(qū)用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)光驅(qū)用的無(wú)刷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)霍爾式接近開關(guān)霍爾式接近開關(guān) 當(dāng)磁鐵的有效磁極接當(dāng)磁鐵的有效磁極接近、并達(dá)到動(dòng)作距離時(shí)，近、并達(dá)到動(dòng)作距離時(shí)，霍爾式接近開關(guān)動(dòng)作?；艋魻柺浇咏_關(guān)動(dòng)作。霍爾接近開關(guān)一般還配一塊爾接近開關(guān)一般還配一塊釹鐵硼磁鐵。釹鐵硼磁鐵?；魻柺浇咏_關(guān)霍爾式接近開關(guān) 用霍爾用霍爾ICIC只能用于鐵只能用于鐵磁材料的檢測(cè)，并且還需要磁材料的檢測(cè)，并且還需要建立一個(gè)較強(qiáng)的閉合磁場(chǎng)。建立一個(gè)較強(qiáng)的閉合磁場(chǎng)。 當(dāng)磁鐵

21、隨運(yùn)當(dāng)磁鐵隨運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)到動(dòng)部件移動(dòng)到距距霍爾接近開關(guān)幾霍爾接近開關(guān)幾毫米毫米時(shí)，時(shí)，霍爾霍爾ICIC的輸出由高電平的輸出由高電平變?yōu)榈碗娖阶優(yōu)榈碗娖?，使，使繼電器吸合或釋繼電器吸合或釋放放，控制運(yùn)動(dòng)部，控制運(yùn)動(dòng)部件件停止移動(dòng)停止移動(dòng)（否（否則將撞壞霍爾則將撞壞霍爾ICIC），），起限位的起限位的作用作用。 霍爾式接近開關(guān)用于霍爾式接近開關(guān)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量演示轉(zhuǎn)速測(cè)量演示n= = 6060f4(r/min)軟鐵分流翼片軟鐵分流翼片 開關(guān)型霍爾開關(guān)型霍爾IC IC T T霍爾電流傳感器霍爾電流傳感器 將將被測(cè)電流的被測(cè)電流的導(dǎo)線穿過(guò)霍爾電流導(dǎo)線穿過(guò)霍爾電流傳感器的檢測(cè)孔傳感器的檢測(cè)孔。當(dāng)有電流通過(guò)導(dǎo)

22、線當(dāng)有電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，時(shí)，在導(dǎo)線周圍將在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生磁場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁力線，磁力線集中在鐵心內(nèi)，并集中在鐵心內(nèi)，并在鐵心的缺口處穿在鐵心的缺口處穿過(guò)霍爾元件過(guò)霍爾元件，從而，從而產(chǎn)生與電流成正比產(chǎn)生與電流成正比的霍爾電壓的霍爾電壓。霍爾電流傳感器演示霍爾電流傳感器演示鐵心鐵心 線性霍線性霍爾爾IC EH=KI I 所實(shí)現(xiàn)的多媒體界面：所實(shí)現(xiàn)的多媒體界面：其他霍爾其他霍爾 電流傳感器電流傳感器其他霍爾電流其他霍爾電流傳感器（續(xù)）傳感器（續(xù)）霍爾鉗形電流表（交直流兩用）霍爾鉗形電流表（交直流兩用）壓舌壓舌豁口豁口霍爾鉗形電流表演示霍爾鉗形電流表演示直流直流200A量程量程被測(cè)電流的被測(cè)電流的導(dǎo)線未放入導(dǎo)線未放入鐵心時(shí)示值鐵心時(shí)示值為零為零70.9A70.9A鉗形表的