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CN109655650A - 具有温度测量功能的霍尔传感器装置以及具有相同功能的电流传感器装置 - Google Patents

具有温度测量功能的霍尔传感器装置以及具有相同功能的电流传感器装置 Download PDF

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CN109655650A CN201711025964.1A CN201711025964A CN109655650A CN 109655650 A CN109655650 A CN 109655650A CN 201711025964 A CN201711025964 A CN 201711025964A CN 109655650 A CN109655650 A CN 109655650A
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Abstract

提供一种具有温度测量功能的霍尔传感器装置以及一种具有相同功能的电流传感器装置，并且用于测量霍尔传感器的温度的温度测量功能可在霍尔传感器上实现，而不是在作为用于驱动霍尔传感器或电流传感器的专用集成电路(ASIC)上实现，并且ASIC可安装成远离霍尔传感器，并且因此可防止ASIC的温度上升，从而允许霍尔传感器或电流传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。

Description

具有温度测量功能的霍尔传感器装置以及具有相同功能的电 流传感器装置
相关申请的交叉引用
该申请要求来自在韩国知识产权局在2017年10月12日提交的专利申请号为10-2017-0132854的韩国专利申请和在2017年10月12日提交的专利申请号为10-2017-0132855的韩国专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用而引入本文中。
技术领域
以下描述涉及一种被配置为输出归因于霍尔效应的霍尔电压的霍尔传感器以及使用所述霍尔传感器的电流传感器装置。
该研究(10063287)由韩国贸易产业能源局(MOTIE)和韩国产业技术评估局(KEIT)支持。
背景技术
霍尔传感器是使用霍尔效应的磁电换能器。作为霍尔传感器的输出电压的霍尔电压VH由以下公式表示。
在此，RH是霍尔系数，d是用作霍尔传感器的霍尔设备的半导体材料的厚度，Ic是作为霍尔传感器驱动电流的霍尔传感器输入电流，并且B是磁通量密度。
从该公式可见，作为霍尔传感器的输出电压的霍尔电压VH与霍尔系数RH、霍尔传感器驱动电流Ic以及磁通量密度B成正比，并且与用作霍尔传感器的霍尔设备的半导体材料的厚度d成反比。
同时，由于霍尔传感器驱动电流Ic与霍尔传感器驱动电压成正比并且与霍尔传感器的输入端子的电阻成反比，并且电阻根据温度而变化，因此作为霍尔传感器的输出电压的霍尔电压VH根据温度而变化。
这是因为，当瑕疵出现在结晶结构中时，也就是说，阻碍电子的流动性的杂质包含在晶体中时，产生电阻，电子在晶体中的流动随着温度升高而变得更活跃，并且瑕疵的数量增加，从而电阻增加。
相应地，需要根据温度来适当地补偿并且正常化霍尔传感器输出电压，从而解决作为霍尔传感器的输出电压的霍尔电压根据温度而变化的问题。作为用于根据温度来适当地补偿并且正常化霍尔传感器输出电压的技术，在公开号为10-2011-0114976(2011年10月20日)的韩国专利申请中提出一种用于霍尔传感器的温度补偿装置。
该技术通过将根据温度的补偿电压与将驱动电流提供给霍尔传感器的静态电压源的输出电压相加来补偿温度依赖性霍尔传感器输出电压，从而补偿温度依赖性霍尔传感器输出电压。应首先测量霍尔传感器的温度，以补偿温度依赖性霍尔传感器输出电压。
然而，在现有技术中，由于用于测量霍尔传感器的温度的温度传感器贴装在作为用于驱动霍尔传感器的控制器的专用集成电路(ASIC)内部并且霍尔传感器应安装成靠近ASIC，因此存在ASIC的温度的上升的问题。
[现有技术文献]
[专利文献]
公开号为10-2011-0114976(2011年10月20日)的韩国专利申请
发明内容
提供本发明内容以通过简化形式介绍以下在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不意图标识所要求的主题内容的关键特征或必要特征，也非旨在用作有助于确定所要求的主题内容的范围。
以下描述涉及一种具有温度测量功能的霍尔传感器装置以及一种具有相同功能的电流传感器装置，其能够通过在霍尔传感器而不是在ASIC上实现测量霍尔传感器的温度的温度测量功能来防止作为用于驱动霍尔传感器和电流传感器的控制器的专用集成电路(ASIC)的温度的上升，由此允许ASIC安装成远离霍尔传感器。
在一个主要方面中，一种具有温度测量功能的霍尔传感器装置包括：霍尔设备，被配置为输出归因于霍尔效应的霍尔电压；静态电流源，被配置为将静态电流施加到所述霍尔设备的输入端子；输入电压测量器，被配置为根据所述静态电流源所施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流来测量输入电压；输出电压测量器，被配置为测量霍尔电压，该霍尔电压为从所述霍尔设备的输出端子所输出的输出电压；以及控制器，包括：温度计算器，被配置为使用所述输入电压测量器所测量的所述输入电压来计算温度；以及校正器，被配置为从所述输出电压测量器所测量的所述输出电压计算测量电流，并且根据所述温度计算器所计算出的温度来校正测量电流。
在另一主要方面中，一种具有温度测量功能的电流传感器装置包括：磁轭，其彼此面对的两个端表面形成间隙；霍尔设备，安装在所述磁轭所形成的间隙中，并且被配置为输出归因于霍尔效应的霍尔电压；静态电流源，被配置为将静态电流施加到所述霍尔设备的输入端子；输入电压测量器，被配置为根据所述静态电流源所施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流来测量输入电压；输出电压测量器，被配置为测量霍尔电压，该霍尔电压为从所述霍尔设备的输出端子所输出的输出电压；以及控制器，包括：温度计算器，被配置为使用所述输入电压测量器所测量的所述输入电压来计算温度；以及校正器，被配置为从所述输出电压测量器所测量的所述输出电压计算测量电流，并且根据所述温度计算器所计算出的温度来校正测量电流。
所述温度计算器可以从所施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流以及所述输入电压测量器所测量的输入电压计算电阻，并且可以从查找表检索与所计算出的电阻对应的温度值。
所述校正器可以从查找表检索与所述温度计算器所计算出的温度对应的电流校正值，并且在测量电流上反映与该温度对应的所述电流校正值，以校正测量电流。
所述控制器可以还包括：模数(A/D)转换器对，被配置为将所述输入电压测量器所测量的模拟输入电压以及所述输出电压测量器所测量的模拟输出电压转换为数字值；以及可变放大器对，被配置为根据所述A/D转换器对的额定输入范围来改变增益。
具有温度测量功能的霍尔传感器装置或具有相同功能的电流传感器装置可以将输出电压测量器所测量的模拟输出电压直接输出到外部，以用于紧急使用。
所述静态电流源可以包括：n增益电流镜电路，其允许以预定增益调整输出静态电流的幅值。
所述控制器可以还包括：驱动电流控制器，被配置为调整并且控制所述静态电流源的输出静态电流的幅值。
本发明的其它特征和方面从以下详细描述和附图以及权利要求将是清楚的。
附图说明
图1是示出根据本公开一个实施例的具有温度测量功能的霍尔传感器装置的配置的框图。
图2是示出根据本公开一个实施例的具有温度测量功能的电流传感器装置的配置的框图。
图3是示出根据本公开一个实施例的具有温度测量功能的霍尔传感器装置或具有相同功能的电流传感器装置的静态电流源的配置的框图。
在整个附图和详细描述中，除非另外描述，否则相同附图标号将理解为指代相同要素、特征和结构。为了清楚、说明和方便，这些要素的相对大小和描述可以夸大。
具体实施方式
提供以下描述以协助读者获取在此所描述的方法、装置和/或系统的全面理解。相应地，在此所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同将建议给本领域技术人员。
此外，为了增加清楚性和简明性，可省略公知功能和构造的描述。
当组件称为“连接”或“结合”到其它组件时，其可以直接连接或结合到所述其它组件，但应理解，另一组件可以存在于所述组件与所述其它组件之间。
反之，当组件称为“直接连接”或“直接结合”到另一组件时，应理解，在所述组件与所述另一组件之间可以不存在其它组件。
图1是示出根据本公开一个实施例的具有温度测量功能的霍尔传感器装置的配置的框图。如图1所示，根据该实施例的具有温度测量功能的霍尔传感器装置100包括霍尔设备110、静态电流源120、输入电压测量器130、输出电压测量器140以及控制器150。
霍尔设备110输出归因于霍尔效应的霍尔电压。例如，可以在具有由例如锑化铟(InSb)或砷化镓(GaAs)的材料制成的薄件类型的半导体附连或涂敷在陶瓷衬底或塑料衬底上的形式的集成电路(IC)上模块化霍尔设备110。
当在霍尔设备110的横向方向上施加电压以使得电流流动并且使得磁通量在与电流的流动方向垂直的方向上通过时，电荷受洛伦兹力而偏转到一旁，从而穿过霍尔设备110的两个垂直端生成霍尔电压。
此时，由于归因于制造工艺而在霍尔设备110中产生温度性质的小的差异，但霍尔设备110的温度性质不变，因此霍尔设备110的温度可以使用其温度性质而得以测量。
静态电流源120将静态电流施加到霍尔设备110的输入端子。例如，可以通过允许以预定增益调整输出静态电流的幅值的n增益电流镜电路来实现静态电流源120。
如图3所示，静态电流源120包括带隙电压基准电路121、电压到电流转换器122以及可变电流放大器123。
无论温度如何，带隙电压基准电路121都输出恒定电压。带隙电压基准电路121是公知的电路，其输出独立于温度的基准电压。
电压到电流转换器122将带隙电压基准电路121的输出电压转换为恒定电流。电压到电流转换器122通过运算(OP)放大器驱动可变电流放大器123的输入端子，并且将基准电压转换为独立于温度的静态电流。
可以通过n增益电流镜电路实现可变电流放大器123。通过均连接到配置第一输出端子和第二输出端子的多个晶体管的第一模拟开关阵列和第二模拟开关阵列来调整n增益电流镜电路的输出静态电流的幅值。通过打开并且关闭第一输出端子处的模拟开关阵列QB0至QB4与第二输出端子处的模拟开关阵列Q0至Q4之间的单个对应开关对或多个对应开关对，输出静态电流相对于基准电流的幅值可以受控于n增益。
输入电压测量器130根据静态电流源120所施加到霍尔设备110的输入端子的静态电流来测量输入电压。例如，精度电压测量仪器可以用作输入电压测量器130。
应根据温度适当地补偿或正常化霍尔传感器输出电压，从而解决霍尔传感器的输出电压根据温度而变化的问题，并且应为了补偿和正常化而测量霍尔传感器的温度。
典型地，由于用于测量霍尔传感器的温度的温度传感器分离地贴装在作为用于驱动霍尔传感器的控制器的专用集成电路(ASIC)内部，并且霍尔传感器应安装成靠近ASIC，因此存在作为用于驱动霍尔传感器的控制器的ASIC的温度的上升的问题。
根据本公开，在无需在用于驱动霍尔传感器的控制器的ASIC内部单独贴装温度传感器的情况下，通过输入电压测量器130来测量用于计算霍尔传感器的温度的、取决于所施加到霍尔设备110的输入端子的静态电流的输入电压。
此时，当在霍尔设备110得以模块化的IC芯片中模块化输入电压测量器130时，无需将温度传感器贴装在作为用于驱动霍尔传感器的控制器的ASIC上，并且因此，霍尔传感器无需安装成靠近ASIC，从而可以解决由于霍尔传感器安装成靠近ASIC而导致温度上升的问题。
输出电压测量器140测量霍尔电压，该霍尔电压为从霍尔设备110的输出端子所输出的输出电压。例如，精度电压测量仪器可以用作输出电压测量器140。此时，也可以在霍尔设备110得以模块化的IC芯片中模块化输出电压测量器140。
控制器150从输出电压测量器140所测量的输出电压计算测量电流，并且基于使用输入电压测量器130所测量的输入电压所计算出的温度而校正测量电流。
此时，由于控制器150在与霍尔设备110得以模块化的IC芯片间隔开的单独的ASIC中模块化，并且因此远离霍尔传感器，因而可以解决霍尔传感器导致温度上升的问题，从而可以实现霍尔传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。
控制器150包括温度计算器151和校正器152。温度计算器151使用输入电压测量器130所测量的输入电压来计算温度。
此时，温度计算器151可以实现为从所施加到霍尔设备110的输入端子的静态电流以及输入电压测量器130所测量的输入电压计算电阻，并且可以从查找表检索与所计算出的电阻对应的温度值，由此计算霍尔传感器的温度。被配置为存储与电阻对应的温度值的查找表可以存储在存储器(未示出)中。
校正器152从输出电压测量器140所测量的输出电压计算测量电流，并且根据温度计算器151所计算出的温度来校正测量电流。
此时，校正器152可以实现为从查找表检索与温度计算器151所计算出的温度对应的电流校正值，并且在测量电流上反映所检索的与该温度对应的电流校正值，由此校正测量电流。被配置为存储与温度对应的电流校正值的查找表可以存储在存储器(未示出)中。
根据如上所述所实现的本公开，用于测量霍尔传感器的温度的温度测量功能可以在霍尔传感器上实现而不是在作为用于驱动霍尔传感器的控制器的ASIC上实现，并且ASIC可以安装成远离霍尔传感器，并且因此可以防止ASIC的温度上升，从而可实现霍尔传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。
此外，根据本公开，可以通过霍尔传感器上所实现的温度测量功能容易地测量霍尔传感器的温度，从而可以容易地补偿依赖于温度的霍尔传感器的输出电压。
同时，根据本公开的附加方面，控制器150可以还包括模数(A/D)转换器对153a和153b以及可变放大器对154a和154b。
A/D转换器对153a和153b将输入电压测量器130所测量的模拟输入电压和输出电压测量器140所测量的模拟输出电压转换为数字值。
由于输入电压测量器130所测量的模拟输入电压和输出电压测量器140所测量的模拟输出电压转换成对应于A/D转换器对153a和153b的额定输入范围，因此可以通过完全利用A/D转换器对153a和153b的分辨率来实现精准输出。
可变放大器对154a和154b根据A/D转换器对153a和153b的额定输入范围来改变增益。此时，可变放大器对154a和154b的偏移和增益可以设置为根据霍尔传感器的特性以及A/D转换器对153a和153b的额定输入范围所确定的值。由于根据霍尔传感器的特性来设置可变放大器对154a和154b的偏移和增益，因此消除可能产生的霍尔传感器输出的大的偏离。
同时，根据本公开的附加方面，具有温度测量功能的霍尔传感器装置100可以还包括模拟输出单元160，被配置为：将输出电压测量器140所输出的模拟输出电压直接输出到外部，以用于紧急使用。
由于霍尔传感器用于感测用于控制电车的速度的电流的电流传感器等中的高电流测量，因此输出电压测量器140所输出的模拟输出电压通过模拟输出单元160直接输出到外部以用于紧急使用，并且例如，电车的电子控制单元(ECU)确定通过模拟输出单元160输出以用于紧急使用的模拟输出电压是否大于或等于基准值，并且当模拟输出电压确定为大于或等于基准值时，对过压进行告警，或阻断提供电力，从而可以防止危险。
同时，根据本公开的附加方面，控制器150可以还包括驱动电流控制器155。驱动电流控制器155调整并且控制静态电流源120的输出静态电流。
例如，驱动电流控制器155可以实现为通过根据霍尔传感器的特性所确定的驱动电流值来控制静态电流源120的驱动。驱动电流控制器155通过根据霍尔传感器的特性所确定的驱动电流值来驱动静态电流源120，以将静态电流施加到霍尔设备110的输入端子。
如上所述，根据本公开，用于测量霍尔传感器的温度的温度测量功能可以在霍尔传感器上实现而不是在作为用于驱动霍尔传感器的控制器的ASIC上实现，并且ASIC可以安装成远离霍尔传感器，并且因此可以防止ASIC的温度上升，从而可以实现霍尔传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。
此外，根据本公开，可以通过霍尔传感器上所实现的温度测量功能容易地测量霍尔传感器的温度，并且可以容易地补偿依赖于温度的霍尔传感器的输出电压，从而可以实现本公开的上述目的。
图2是示出根据本公开一个实施例的具有温度测量功能的电流传感器装置的配置的框图。如图2所示，根据该实施例的具有温度测量功能的电流传感器装置200包括磁轭210以及如图1所示的霍尔传感器装置100。
磁轭210的彼此面对的两个端表面形成间隙211。例如，磁轭210可以是多个硅钢板堆叠的堆叠式内核，其中，多个硅钢板中的每一个受部分地切分，从而其两个端表面彼此面对。
霍尔设备110安装在磁轭210所形成的间隙211中，并且输出归因于霍尔效应的霍尔电压。例如，霍尔设备110可以在具有由例如锑化铟(InSb)或砷化镓(GaAs)的材料制成的薄件类型的半导体附连或涂敷在陶瓷衬底或塑料衬底上的形式的IC芯片中模块化。
当在霍尔设备110的横向方向上施加电压以使得电流流动并且使得磁通量通过磁轭210在与电流的流动方向垂直的方向上通过时，电荷受洛伦兹力而偏转到一旁，从而穿过霍尔设备110的两个垂直端生成霍尔电压。
此时，由于归因于制造工艺而在霍尔设备110中产生温度性质的小的差异，但霍尔设备110的温度性质不变，因此霍尔设备110的温度可以使用其温度性质而得以测量。
静态电流源120将静态电流施加到霍尔设备110的输入端子。例如，可以通过允许以预定增益调整输出静态电流的幅值的n增益电流镜电路来实现静态电流源120。
如图3所示，静态电流源120包括带隙电压基准电路121、电压到电流转换器122以及可变电流放大器123。
无论温度如何，带隙电压基准电路121都输出恒定电压。带隙电压基准电路121是公知的电路，其输出独立于温度的基准电压。
电压到电流转换器122将带隙电压基准电路121的输出电压转换为恒定电流。电压到电流转换器122通过运算(OP)放大器驱动可变电流放大器123的输入端子，并且将基准电压转换为独立于温度的静态电流。
可以通过n增益电流镜电路实现可变电流放大器123。通过均连接到配置第一输出端子和第二输出端子的多个晶体管的第一模拟开关阵列和第二模拟开关阵列来调整n增益电流镜电路的输出静态电流的幅值。通过打开或关闭第一输出端子处的模拟开关阵列QB0至QB4与第二输出端子处的模拟开关阵列Q0至Q4之间的单个对应开关对或多个对应开关对，输出静态电流相对于基准电流的幅值可以受控于n增益。
输入电压测量器130根据静态电流源120所施加到霍尔设备110的输入端子的静态电流来测量输入电压。例如，精度电压测量仪器可以用作输入电压测量器130。
应根据温度适当地补偿或正常化霍尔传感器输出电压，从而解决霍尔传感器的输出电压根据温度而变化的问题，并且应关于补偿和正常化而测量霍尔传感器的温度。
典型地，由于用于测量霍尔传感器的温度的温度传感器分离地贴装在作为用于驱动电流传感器的控制器的ASIC内部，并且霍尔传感器应安装成靠近ASIC，因此存在ASIC的温度的上升的问题。
根据本公开，在无需在用于驱动电流传感器的控制器的ASIC内部单独贴装温度传感器的情况下，通过输入电压测量器130来测量用于计算霍尔传感器的温度的、取决于所施加到霍尔设备110的输入端子的静态电流的输入电压。
此时，当在霍尔设备110得以模块化的IC芯片中模块化输入电压测量器130时，无需将温度传感器贴装在作为用于驱动电流传感器的控制器的ASIC上，并且因此，霍尔传感器无需安装成靠近ASIC，从而可以解决由于霍尔传感器安装成靠近ASIC而导致温度上升的问题。
输出电压测量器140测量霍尔电压，该霍尔电压为从霍尔设备110的输出端子所输出的输出电压。例如，精度电压测量仪器可以用作输出电压测量器140。此时，也可以在霍尔设备110得以模块化的IC芯片中模块化输出电压测量器140。
控制器150从输出电压测量器140所测量的输出电压计算测量电流，并且根据使用输入电压测量器130所测量的输入电压所计算出的温度来校正测量电流。
此时，由于控制器150在与霍尔设备110得以模块化的IC芯片间隔开的单独的ASIC中模块化，并且因此远离霍尔传感器，因而可以解决霍尔传感器导致温度上升的问题，从而可以实现电流传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。
控制器150包括温度计算器151和校正器152。温度计算器151使用输入电压测量器130所测量的输入电压来计算温度。
此时，温度计算器151可以实现为从所施加到霍尔设备110的输入端子的静态电流以及输入电压测量器130所测量的输入电压计算电阻，并且可以从查找表检索与所计算的电阻对应的温度值，由此计算霍尔传感器的温度。被配置为存储与电阻对应的温度值的查找表可以存储在存储器(未示出)中。
校正器152从输出电压测量器140所测量的输出电压计算测量电流，并且根据温度计算器151所计算出的温度来校正测量电流。
此时，校正器152可以实现为从查找表检索与温度计算器151所计算出的温度对应的电流校正值，并且在测量电流上反映所检索的与温度对应的电流校正值，由此校正测量电流。被配置为存储与温度对应的电流校正值的查找表可以存储在存储器(未示出)中。
根据如上所述所实现的本公开，用于测量霍尔传感器的温度的温度测量功能可以在霍尔传感器上实现而不是在作为用于驱动电流传感器的控制器的ASIC上实现，并且ASIC可以安装成远离霍尔传感器，并且因此可以防止ASIC的温度的上升，从而可以实现电流传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。
此外，根据本公开，可以通过霍尔传感器处所提供的霍尔传感器上所实现的温度测量功能容易地测量霍尔传感器的温度，从而可以容易地补偿依赖于温度的霍尔传感器的输出电压。
同时，根据本公开的附加方面，控制器150可以还包括A/D转换器对153a和153b以及可变放大器对154a和154b。
A/D转换器对153a和153b分别将输入电压测量器130所测量的模拟输入电压和输出电压测量器140所测量的模拟输出电压转换为数字值。
由于输入电压测量器130所测量的模拟输入电压和输出电压测量器140所测量的模拟输出电压分别转换成对应于A/D转换器对153a和153b的额定输入范围，因此可以通过完全利用A/D转换器对153a和153b的分辨率来实现精准输出。
可变放大器对154a和154b根据A/D转换器对153a和153b的额定输入范围来改变增益。此时，可变放大器对154a和154b的偏移和增益可以设置为根据霍尔传感器的特性以及A/D转换器对153a和153b的额定输入范围所确定的值。由于根据霍尔传感器的特性来设置可变放大器对154a和154b的偏移和增益，因此消除可能产生的霍尔传感器输出的大的偏离。
同时，根据本公开的附加方面，具有温度测量功能的电流传感器装置200可以还包括模拟输出单元160，被配置为：将输出电压测量器140所输出的模拟输出电压直接输出到外部，以用于紧急使用。
由于霍尔传感器用于感测用于控制电车的速度的电流的电流传感器等中的高电流测量，因此输出电压测量器140所输出的模拟输出电压通过模拟输出单元160直接输出到外部以用于紧急使用，并且例如，电车的ECU确定通过模拟输出单元160输出以用于紧急使用的模拟输出电压是否大于或等于基准值，并且当模拟输出电压确定为大于或等于基准值时，对过压进行告警，或阻断提供电力，从而可以防止危险。
同时，根据本公开的附加方面，控制器150可以还包括驱动电流控制器155。驱动电流控制器155调整并且控制静态电流源120的输出静态电流。
例如，驱动电流控制器155可以实现为通过根据霍尔传感器的特性所确定的驱动电流值来控制静态电流源120的驱动。驱动电流控制器155通过根据霍尔传感器的特性所确定的驱动电流值来驱动静态电流源120，以将静态电流施加到霍尔设备110的输入端子。
如上所述，根据本公开，用于测量霍尔传感器的温度的温度测量功能可以在霍尔传感器上实现而不是在作为用于驱动电流传感器的控制器的ASIC上实现，并且ASIC可以安装成远离霍尔传感器，并且因此可以防止ASIC的温度的上升，从而可以实现电流传感器的稳定测量及其稳定驱动控制。
此外，根据本公开，可以通过电流传感器处所提供的霍尔传感器上所实现的温度测量功能容易地测量霍尔传感器的温度，并且可以容易地补偿依赖于温度的霍尔传感器的输出电压，从而可以实现本公开的上述目的。
可以通过计算机可读存储介质中所存储的编程模块形式的指令来实现根据本公开各个实施例的装置(例如，模块或其功能)或方法(例如，操作)的至少一部分。
当一个或多个处理器执行指令时，一个或多个处理器可以执行对应于指令的功能。例如，处理器可以实现(例如，执行)计算机可读存储介质中所存储的编程模块的至少一部分。编程模块的至少一部分可以包括例如用于执行一个或多个功能的模块、程序、例程、指令集或处理。
根据本公开，可以通过在霍尔传感器上而不是在ASIC上实现测量霍尔传感器的温度的温度测量功能并且将ASIC安装成远离霍尔传感器来防止作为用于驱动霍尔传感器或电流传感器的控制器的ASIC的温度的上升，从而具有为霍尔传感器或具有霍尔传感器的电流传感器提供稳定测量和驱动控制的效果。
此外，根据本公开，可以通过霍尔传感器上所实现的温度测量功能容易地测量霍尔传感器的温度，从而存在容易地补偿依赖于温度的霍尔传感器的输出电压或具有霍尔传感器的电流传感器的输出电压的效果。
应理解，本公开和附图中所公开的各个实施例仅为了促进理解而示出特定示例，而非旨在限制本公开各个实施例的范围。
相应地，本公开各个实施例的范围应理解为：除了在此所描述的实施例之外，偏离本公开各个实施例的技术构思的所有改变或修改也包括于本公开的各个实施例范围中。
以上已经描述了多个示例。然而，应理解，可以进行各种修改。例如，如果按不同顺序执行所描述的技术和/或如果所描述的系统、架构、设备或电路中的组件以不同方式组合和/或由其它组件或它们的等同物替换或补充，则可以实现合适的结果。相应地，其它实现方式处于所附权利要求的范围内。

Claims (14)

1.一种具有温度测量功能的霍尔传感器装置，包括：
霍尔设备，所述霍尔设备被配置为输出归因于霍尔效应的霍尔电压；
静态电流源，所述静态电流源被配置为将静态电流施加到所述霍尔设备的输入端子；
输入电压测量器，所述输入电压测量器被配置为根据由所述静态电流源施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流来测量输入电压；
输出电压测量器，所述被配置为测量所述霍尔电压，所述霍尔电压为从所述霍尔设备的输出端子所输出的输出电压；以及
控制器，所述控制器包括：温度计算器，所述温度计算器被配置为使用所述输入电压测量器所测量的所述输入电压来计算温度；以及校正器，所述校正器被配置为从所述输出电压测量器所测量的所述输出电压计算测量电流，并且根据所述温度计算器所计算出的温度来校正所述测量电流。
2.如权利要求1所述的霍尔传感器装置，其中，所述温度计算器从施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流以及所述输入电压测量器所测量的输入电压计算电阻，并且从查找表检索与所计算出的电阻对应的温度值。
3.如权利要求1所述的霍尔传感器装置，其中，所述校正器从查找表检索与所述温度计算器所计算出的温度对应的电流校正值，并且在所述测量电流上反映与所述温度对应的所述电流校正值，以校正所述测量电流。
4.如权利要求1所述的霍尔传感器装置，其中，所述控制器还包括：
模数(A/D)转换器对，所述A/D转换器对被配置为将所述输入电压测量器所测量的模拟输入电压以及所述输出电压测量器所测量的模拟输出电压转换为数字值；以及
可变放大器对，所述可变放大器对被配置为根据所述A/D转换器对的额定输入范围来改变增益。
5.如权利要求1所述的霍尔传感器装置，还包括模拟输出单元，所述模拟输出单元被配置为将所述输出电压测量器所测量的模拟输出电压直接输出到外部，以用于紧急使用。
6.如权利要求1所述的霍尔传感器装置，其中，所述静态电流源包括n增益电流镜电路，所述n增益电流镜电路允许以预定增益来调整输出静态电流的幅值。
7.如权利要求6所述的霍尔传感器装置，其中，所述控制器还包括驱动电流控制器，所述驱动电流控制器被配置为调整并且控制所述静态电流源的输出静态电流的幅值。
8.一种具有温度测量功能的电流传感器装置，包括：
磁轭，所述磁轭的彼此面对的两个端表面形成间隙；
霍尔设备，所述霍尔设备安装在所述磁轭所形成的间隙中，并且被配置为输出归因于霍尔效应的霍尔电压；
静态电流源，所述静态电流源被配置为将静态电流施加到所述霍尔设备的输入端子；
输入电压测量器，所述输入电压测量器被配置为根据由所述静态电流源施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流来测量输入电压；
输出电压测量器，所述输出电压测量器被配置为测量所述霍尔电压，所述霍尔电压为从所述霍尔设备的输出端子所输出的输出电压的；以及
控制器，所述控制器包括：温度计算器，所述温度计算器被配置为使用所述输入电压测量器所测量的所述输入电压来计算温度；以及校正器，所述校正器被配置为从所述输出电压测量器所测量的所述输出电压计算测量电流，并且根据所述温度计算器所计算出的温度来校正所述测量电流。
9.如权利要求8所述的电流传感器装置，其中，所述温度计算器从施加到所述霍尔设备的输入端子的所述静态电流以及所述输入电压测量器所测量的输入电压计算电阻，并且从查找表检索与所计算出的电阻对应的温度值。
10.如权利要求8所述的电流传感器装置，其中，所述校正器从查找表检索与所述温度计算器所计算出的温度对应的电流校正值，并且在测量电流上反映与所述温度对应的所述电流校正值，以校正所述测量电流。
11.如权利要求8所述的电流传感器装置，其中，所述控制器还包括：
模数(A/D)转换器对，所述A/D转换器对被配置为将所述输入电压测量器所测量的模拟输入电压以及所述输出电压测量器所测量的模拟输出电压转换为数字值；以及
可变放大器对，所述可变放大器对被配置为根据所述A/D转换器对的额定输入范围来改变增益。
12.如权利要求8所述的电流传感器装置，还包括模拟输出单元，所述模拟输出单元被配置为将所述输出电压测量器所测量的模拟输出电压直接输出到外部，以用于紧急使用。
13.如权利要求8所述的电流传感器装置，其中，所述静态电流源包括n增益电流镜电路，所述n增益电流镜电路允许以预定增益来调整输出静态电流的幅值。
14.如权利要求13所述的电流传感器装置，其中，所述控制器还包括驱动电流控制器，所述驱动电流控制器被配置为调整并且控制所述静态电流源的输出静态电流的幅值。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110763910A (zh) * 2019-11-11 2020-02-07 绵阳市维博电子有限责任公司 一种数显直流表及其电流采样电路
CN111144042A (zh) * 2019-12-09 2020-05-12 中山大学 片上时钟树电磁场仿真方法、系统、装置和存储介质
CN112345810A (zh) * 2019-08-06 2021-02-09 天津光电通信技术有限公司 一种基于霍尔传感器的电流测量装置及其测量方法
CN114184833A (zh) * 2021-10-27 2022-03-15 中国科学院微电子研究所 自旋霍尔器件、霍尔电压的获取方法及最大池化的方法
CN115580780A (zh) * 2020-04-26 2023-01-06 核心光电有限公司 摄像机致动器及其移动装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700071189A1 (it) * 2017-06-26 2018-12-26 St Microelectronics Srl Circuito di compensazione in temperatura, dispositivo e procedimento corrispondenti
EP3467522B1 (en) 2017-10-06 2023-02-22 STMicroelectronics S.r.l. A temperature compensation circuit, corresponding device and method
US20200300935A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-24 Lexmark International, Inc. Hall Effect Prism Sensor
JP7581693B2 (ja) * 2020-08-04 2024-11-13 株式会社アイシン 電流センサ
US20230052689A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Texas Instruments Incorporated Magnetic sensor array processing for interference reduction

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09329628A (ja) * 1996-06-06 1997-12-22 Toyo Commun Equip Co Ltd ホール素子式電流検出器
CN102679862A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 东京计装株式会社 角度传感器的检测信号校正方法
CN103163352A (zh) * 2013-03-21 2013-06-19 哈尔滨工业大学 一种混合式光学电流互感器及其实现自校正测量的方法
CN103185832A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 上海汽车集团股份有限公司 汽车中的霍尔传感器温度补偿方法和相关的霍尔传感器
CN103513195A (zh) * 2013-10-21 2014-01-15 深圳市柯雷科技开发有限公司 霍尔传感器测量系统及温度补偿方法
CN104471408A (zh) * 2012-07-11 2015-03-25 矢崎总业株式会社 分流电阻式电流传感器
US20150142342A1 (en) * 2012-05-07 2015-05-21 Melexis Technologies Nv Method and Device for Sensing Isotropic Stress and Providing a Compensation for the Piezo-Hall Effect
CN106199166A (zh) * 2016-07-11 2016-12-07 深圳市知用电子有限公司 一种电流测量的方法及装置
CN106289331A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 上海航天控制技术研究所 一种低温漂绝对值磁码盘及其实现方法
CN106908656A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 施耐德电气美国股份有限公司 具有增强的温度测量功能的电流互感器
CN206348379U (zh) * 2016-10-26 2017-07-21 深圳青铜剑科技股份有限公司 一种开环型霍尔电流传感器及电路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01105177A (ja) 1987-10-19 1989-04-21 Asahi Chem Ind Co Ltd 電流センサー駆動回路
KR100335466B1 (ko) 1999-10-23 2002-05-04 곽정소 홀소자 온도보상회로
JP2001124802A (ja) 1999-10-26 2001-05-11 Tdk Corp 電流センサ装置
US6817760B2 (en) * 2002-11-22 2004-11-16 Tektronix, Inc. Method of monitoring current probe transformer temperature
JP4483760B2 (ja) 2005-10-12 2010-06-16 株式会社デンソー 電流センサ
JP4753966B2 (ja) 2008-05-22 2011-08-24 三菱電機株式会社 電力変換装置並びに電流センサ装置の温度補正方法
KR101124684B1 (ko) 2010-04-14 2012-03-20 주식회사 오토산업 홀 센서의 온도 보상 장치
KR101925629B1 (ko) 2012-05-08 2018-12-05 현대모비스 주식회사 홀 센서를 이용한 지능형 배터리 센서 장치
US9134383B2 (en) 2012-12-28 2015-09-15 Asahi Kasei Microdevices Corporation Hall device, magnetic sensor having same, and signal correcting method thereof
JP5997638B2 (ja) 2013-03-21 2016-09-28 株式会社日立製作所 ディジタル保護制御装置の入力変換基板
JP2015083941A (ja) 2013-10-25 2015-04-30 アイシン精機株式会社 電流センサ

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09329628A (ja) * 1996-06-06 1997-12-22 Toyo Commun Equip Co Ltd ホール素子式電流検出器
CN102679862A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 东京计装株式会社 角度传感器的检测信号校正方法
CN103185832A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 上海汽车集团股份有限公司 汽车中的霍尔传感器温度补偿方法和相关的霍尔传感器
US20150142342A1 (en) * 2012-05-07 2015-05-21 Melexis Technologies Nv Method and Device for Sensing Isotropic Stress and Providing a Compensation for the Piezo-Hall Effect
CN104471408A (zh) * 2012-07-11 2015-03-25 矢崎总业株式会社 分流电阻式电流传感器
CN103163352A (zh) * 2013-03-21 2013-06-19 哈尔滨工业大学 一种混合式光学电流互感器及其实现自校正测量的方法
CN103513195A (zh) * 2013-10-21 2014-01-15 深圳市柯雷科技开发有限公司 霍尔传感器测量系统及温度补偿方法
CN106908656A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 施耐德电气美国股份有限公司 具有增强的温度测量功能的电流互感器
CN106199166A (zh) * 2016-07-11 2016-12-07 深圳市知用电子有限公司 一种电流测量的方法及装置
CN106289331A (zh) * 2016-08-25 2017-01-04 上海航天控制技术研究所 一种低温漂绝对值磁码盘及其实现方法
CN206348379U (zh) * 2016-10-26 2017-07-21 深圳青铜剑科技股份有限公司 一种开环型霍尔电流传感器及电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王芳: "单片机在"利用霍尔效应测磁场"试验中的应用", 《大学物理》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112345810A (zh) * 2019-08-06 2021-02-09 天津光电通信技术有限公司 一种基于霍尔传感器的电流测量装置及其测量方法
CN110763910A (zh) * 2019-11-11 2020-02-07 绵阳市维博电子有限责任公司 一种数显直流表及其电流采样电路
CN111144042A (zh) * 2019-12-09 2020-05-12 中山大学 片上时钟树电磁场仿真方法、系统、装置和存储介质
CN111144042B (zh) * 2019-12-09 2022-06-03 中山大学 片上时钟树电磁场仿真方法、系统、装置和存储介质
CN115580780A (zh) * 2020-04-26 2023-01-06 核心光电有限公司 摄像机致动器及其移动装置
CN114184833A (zh) * 2021-10-27 2022-03-15 中国科学院微电子研究所 自旋霍尔器件、霍尔电压的获取方法及最大池化的方法

Also Published As

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US20190113550A1 (en) 2019-04-18
US10564192B2 (en) 2020-02-18
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