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基于EPS系統(tǒng)的環(huán)形磁鐵速度傳感

電子設(shè)計(jì) ? 來源:eeweb ? 作者:Allegro Microsystems ? 2021-04-29 16:21 ? 次閱讀

本文介紹并說明了電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的操作,包括適當(dāng)功能的基本要求以及霍爾效應(yīng)開關(guān)和閂鎖中環(huán)形磁鐵的重要性。本文顯示了典型的電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的基本部分。

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圖1典型的EPS系統(tǒng)

正確控制電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)需要來自轉(zhuǎn)向輸入軸的速度和方向信息。該控制通常將同時來自高分辨率速度信息和相當(dāng)粗略的位置信息。

雙多極環(huán)形磁體可與霍爾效應(yīng)雙輸出開關(guān)和鎖存器矩陣一起使用,以提供所有必需的信息。圖2顯示了具有交替的南極和北極的高分辨率外圈和交替的極點(diǎn)的低分辨率內(nèi)圈的磁體配置。

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圖2雙分辨率環(huán)形磁鐵

為了確定旋轉(zhuǎn)磁體的方向,使用了單個霍爾效應(yīng)傳感器IC,具有來自兩個單獨(dú)的雙極霍爾元件(A和B)的雙路輸出。(請參見圖3。)由于兩個霍爾元件在IC表面上相距一定距離,所以旋轉(zhuǎn)磁體產(chǎn)生的信號中存在相位滯后。

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圖3具有雙輸出雙極霍爾效應(yīng)器件的環(huán)形磁鐵

在適當(dāng)?shù)拇艠O間距的情況下,所得的輸出信號(圖4中的元素A和元素B)是正交的,并且易于處理以提供兩種狀態(tài)的方向信息。本示例中使用的設(shè)備(雙輸出雙極開關(guān))的元件間距為1.5 mm。最佳磁極間距在元素A中提供峰值信號,在元素B中提供零信號。此間距對應(yīng)的尺寸大約等于交變磁極之間的3.0 mm,或磁極周期為6 mm。

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圖4 A1230的正交輸出

為了獲得絕對位置信息,必須從單獨(dú)的霍爾效應(yīng)鎖存?zhèn)鞲衅鱅C的輸出中生成一個狀態(tài)機(jī)。在雙元件器件的信號對中引起的相同相位延遲可以通過單獨(dú)的封裝中的器件通過適當(dāng)?shù)姆庋b放置而引起。如果將兩個器件封裝放置在與磁極周期相對應(yīng)的相對角度位置,則兩個IC的輸出將完全同相。但是,如果封裝間距為1.25×(T / 2),其中T為磁極周期,則輸出將為正交。在此周期的任何倍數(shù)上都適用,例如2.25×(T / 2),3.25×(T / 2)或4.25×(T / 2)。

為了生成提供級聯(lián)相位延遲的設(shè)備輸出矩陣,必須將每個設(shè)備放置在磁極周期的遞增小數(shù)倍處。例如,要獲得三個具有級聯(lián)輸出的設(shè)備,可以將設(shè)備#1放置在任何位置,可以將設(shè)備#2放置為設(shè)備#1的1.33×(T / 2),而可以將設(shè)備#3放置為1.67×(T / 2)從設(shè)備#1。

編輯:hfy

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