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霍尔元件功能试验
一.霍尔元件及电路简单说明
霍尔元件型号:HCK08-20P,共6管脚,一输入电流量,输出电压量。该霍
尔元件为线性霍尔元件
实现的功能及定标:
本霍尔元件用于DSP采样电压从而获知负载端连接负载电流大小,标称为:
20A(输入电流)对应4V(输出电压)
图1:霍尔采样定标电路
图2输出电压的分压电路图3电压跟随器电路
图4偏置电压电路
图1所示的即为霍尔元件采样输出转换电路;图2为输出电压的分压电路;
图3为电压跟随器电路;图4为偏置电压电路。图2、3、4为图1的子电路部
分。其中图2的目的在于使得输入电压尽量被量化地更小一些,便于后续阶段的
处理;图3为电压跟随电路,输出电压值等于输入电压值;图4为偏置电压跟随
电路,由于输出的信号将送入DSP进行处理,而DSP工作电压为3.3V左右,由
于霍尔采样电流有正有负,对应电机正反转,所以若未加电压偏置电路,输出的
转化电压有正有负,DSP将不会正常工作,加了偏置回路后,输入的电压均被转
化为正值,对后端的DSP正常工作无影响。
二.计算部分
回路中采用的霍尔元件参数已经列出,20A输入对应4V电压输出,由于是线
性元件,考虑到实际工作中负载额定电流值为15A,所以输出最大值为3V,最
小值为-3V。
分压电路部分:前置电阻取5.11k,后置电阻取2k,三相设置相同。则经计
算,跟随电路的输入最大电压为:0.84V,最小电压为-0.84V。经过偏置回路后得
到电压范围为:2.07V,0.16V。送入DSP芯片后,无影响。
maxmin
三.试验验证
进行试验验证,选取两组进行实验,±2.5V和±3V,试验情况如下:
图5±2.5V波形情况
图6±3V情况
max
试验波形的仿真情况与第二步计算过程吻合,验证了理论的正确性。
四.试验设备展示
(a)(b)
(c)(d)
(e)
(f)(g)
(h)
图7试验仪器展示
通过该霍尔传感器测试电路,掌握了霍尔检测定标问题,以及后端偏置电路
设计的必要性,同时细节性的地方在于:输出的电压信号需要进入DSP控制芯片,
而DSP芯片电压在3.3V左右,进入的信号不可避免会有高频成分,所以前端的
滤波器的截止频率设计需要格外注意,前端为一个电阻并一个电容,其中的电容
起到一定的滤波作用,其截止频率为:f=1/2pi*RC.
c
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