第八章 霍尔式传感器

1、8.霍尔传感器霍尔传感器霍尔式传感器霍尔式传感器1.霍尔效应霍尔效应n1.1.霍尔效应霍尔效应：置于磁场中的导体：置于磁场中的导体( (或半导体或半导体),),当有当有电流流过时电流流过时, ,在垂直于电流和磁场的方向会产生电在垂直于电流和磁场的方向会产生电动势动势( (霍尔电势霍尔电势),),原因是电荷受到洛伦兹力的作用。原因是电荷受到洛伦兹力的作用。fLfEvEHdIbBfLfEvEHdIbBn定向运动的电子除受到洛仑兹力外定向运动的电子除受到洛仑兹力外, ,还受还受到霍尔电场的作用到霍尔电场的作用, ,当当f fl l=f=fE E时时, ,达到平衡达到平衡, ,此时此时BVeFLbUe

2、eEFHHEbUeevBHbvBUHnebdIvnevbdIIBkdIBRnedIBUHHH8.1 霍尔式传感器霍尔式传感器1.霍尔效应霍尔效应neRH1dRkHH霍尔系数霍尔系数,材料确定后为常数材料确定后为常数灵敏度系数灵敏度系数对于导体对于导体, ,霍尔系数一般较小霍尔系数一般较小, ,故霍尔元件一般用故霍尔元件一般用半导体制作半导体制作, ,且愈小且愈小( (薄薄),),灵敏度愈高灵敏度愈高 与霍尔片电阻率和与霍尔片电阻率和电子迁移率电子迁移率 有关有关HRIBkdIBRnedIBUHHH8.1 霍尔式传感器霍尔式传感器1.霍尔效应霍尔效应图图8-2 8-2 霍尔元件的基本结构霍尔元件

3、的基本结构8.1 霍尔传感器霍尔传感器2.霍尔元件基本结构霍尔元件基本结构n1.1.额定激励电流额定激励电流 当霍尔元件自身温升当霍尔元件自身温升1010度时所流过的激励电流度时所流过的激励电流n2.2.最大允许激励电流最大允许激励电流n以元件最大温升为限制所对应的激励电流以元件最大温升为限制所对应的激励电流n3.3.输入电阻输入电阻R Ri i激励电极间的电阻激励电极间的电阻n4.4.输出电阻输出电阻R Ro o电压源内阻电压源内阻基本概念：基本概念：8.1 霍尔传感器霍尔传感器3.霍尔元件基本特性霍尔元件基本特性n5.5.不等位电势不等位电势U U0 0n当霍尔元件的激励电流为当霍尔元件的

4、激励电流为I I时时, ,若元件所处位置磁感应强若元件所处位置磁感应强度为零度为零, ,则霍尔电势应该为则霍尔电势应该为0,0,但实际不为零但实际不为零, ,此时测得的此时测得的空载霍尔电势。空载霍尔电势。n6.6.不等位电阻不等位电阻r r0 0n7 7. .寄生直流电势寄生直流电势 当外加磁场为零当外加磁场为零, ,霍尔元件用交流激励时所产生的直流电势。霍尔元件用交流激励时所产生的直流电势。n8.8.霍尔电势温度系数霍尔电势温度系数 在一定磁感应强度和激励电流下在一定磁感应强度和激励电流下, ,温度每变化温度每变化1 1时时, ,霍尔霍尔电势变化的百分率。电势变化的百分率。IUr008.1

5、 霍尔传感器霍尔传感器3.霍尔元件基本特性霍尔元件基本特性例例8-18-1 已知霍尔元件的灵敏度系数已知霍尔元件的灵敏度系数K KH H=30 V/(A=30 V/(AT),T),输输入电阻入电阻R Ri i=2000,=2000,输出电阻输出电阻R Ro o=3000,=3000,采用恒压源供电采用恒压源供电, ,恒压源电压为恒压源电压为5V,5V,不考虑恒压源的输出电阻不考虑恒压源的输出电阻, ,当霍尔元件当霍尔元件置于置于B B=0.4T=0.4T的磁场中时的磁场中时, ,如输出接负载电阻如输出接负载电阻R RL L=27000 ,=27000 ,求负载上的电压。求负载上的电压。8.1

6、霍尔传感器霍尔传感器3.霍尔元件基本特性霍尔元件基本特性IBkUHH解解: :霍尔元件的等效电路如图所示霍尔元件的等效电路如图所示, ,则流经霍尔元件的电流为则流经霍尔元件的电流为 mA5 . 22000V5iRUImV273000000 27000 27mV30 oLLHLRRRUUmVTATAVIBKUHH304 . 05 . 2/308.1 霍尔传感器霍尔传感器3.霍尔元件基本特性霍尔元件基本特性霍尔电势为霍尔电势为负载电阻上的电压为负载电阻上的电压为n两点误差：两点误差：n1.1.不等位电势不等位电势n原因：原因：电极引出时偏斜半导体的电阻特性(等势面倾斜)造成激励电极接触不良。 8.

7、1 霍尔传感器霍尔传感器4.霍尔元件误差及其补偿霍尔元件误差及其补偿不等位电势是由霍尔电极不等位电势是由霍尔电极2 2和之间的电阻决定的和之间的电阻决定的,r,r0 0称称不等位电阻不等位电阻半导体材料不均匀半导体材料不均匀n两点误差：两点误差：n2.2.寄生直流电势寄生直流电势原因原因:n(1)控制电极和霍尔电极与基片的连接是非完全欧姆接触时,会产生整流效应。n(2)两个霍尔电极焊点的不一致,引起两电极温度不同产生温差电势8.1 霍尔传感器霍尔传感器4.霍尔元件误差及其补偿霍尔元件误差及其补偿n1.不等位电势补偿方法不等位电势补偿方法n(1)(1)制作工艺上保证电极对称、欧姆接触制作工艺上保

8、证电极对称、欧姆接触n(2)(2)电电路补偿路补偿 所有能够使电桥达到平衡的方法均可用于所有能够使电桥达到平衡的方法均可用于补偿不等位电势补偿不等位电势,使不等位电势为零使不等位电势为零,所以补偿方所以补偿方法很多法很多,各有特点。各有特点。8.1 霍尔传感器霍尔传感器4.霍尔元件误差及其补偿霍尔元件误差及其补偿n(2)(2)电电路补偿路补偿n 可以把霍尔元件视为一个可以把霍尔元件视为一个四臂电阻电桥四臂电阻电桥,不等位不等位电势就相当于电桥的电势就相当于电桥的初始不平衡输出电压初始不平衡输出电压。 8.1 霍尔传感器霍尔传感器4.霍尔元件误差及其补偿霍尔元件误差及其补偿图图8-4 8-4 不

9、等位电势补偿电路不等位电势补偿电路设计思路：不等位电势与不等位电阻具有线性关设计思路：不等位电势与不等位电阻具有线性关系系 ,所以从补偿电阻的角度。所以从补偿电阻的角度。IUr008.1 霍尔传感器霍尔传感器4.霍尔元件误差及其补偿霍尔元件误差及其补偿不等位电势的补偿电路不等位电势的补偿电路 对称电路对称电路 当温度变化时，补偿的稳定性要好些当温度变化时，补偿的稳定性要好些 8.1 霍尔传感器霍尔传感器4.霍尔元件误差及其补偿霍尔元件误差及其补偿n产生原因：产生原因：n(1)霍尔元件的基片是半导体材料,因而对温度的变化很敏感。其载流子浓度和载流子迁移率、电阻率和霍尔系数都是温度的函数。n(2)

10、当温度变化时,霍尔元件的一些特性参数,如霍尔电势、输入电阻和输出电阻等都要发生变化,从而使霍尔式传感器产生温度误差。 2.2.温度误差及其补偿温度误差及其补偿8.1 霍尔传感器霍尔传感器5.霍尔元件的温度补偿霍尔元件的温度补偿n减小霍尔元件的温度误差措施减小霍尔元件的温度误差措施n1.选用温度系数小的元件选用温度系数小的元件n2.采用恒温措施采用恒温措施n3.采用恒流源供电采用恒流源供电 8.1 霍尔传感器霍尔传感器5.霍尔元件的温度补偿霍尔元件的温度补偿3.采用恒流源供电采用恒流源供电恒流源温度补偿恒流源温度补偿 霍尔元件的灵敏系数也是温度的函数霍尔元件的灵敏系数也是温度的函数,它随温度它随

11、温度的变化引起霍尔电势的变化的变化引起霍尔电势的变化,霍尔元件的灵敏系霍尔元件的灵敏系数与温度的关系数与温度的关系)1 (0TKKHHK KH0H0 为温度为温度T T0 0时的时的K KH H值；值； 为温度变化量；为温度变化量； 为霍尔电势的温度系数。为霍尔电势的温度系数。 T8.1 霍尔传感器霍尔传感器5.霍尔元件的温度补偿霍尔元件的温度补偿u具体补偿方法具体补偿方法( (补充补充) )在霍尔元件上并联一在霍尔元件上并联一RpRp分流，分流，当当T T增大时增大时U UH H 增大增大 IpIp增大增大 Ri增大增大IH 减小减小UH 下降下降RpRp 自动加强分流，使自动加强分流，使I

12、pIp 增大增大I IH H 下降下降U UH H下降下降, ,补偿电阻补偿电阻RpRp可选择负温度系数可选择负温度系数. .初始状态：初始状态：K KH0H0,R,Ri0i0, , p0H0i0p0R IIRR式中式中: : 为霍尔元件输入电阻的温度为霍尔元件输入电阻的温度系数；系数；为分流电阻的温度系数，则为分流电阻的温度系数，则pp0Hipp0i0111R IRT IIRRRTRT 当温度升至当温度升至T T 时时, ,电路中各参数变为电路中各参数变为)1 ()1 ()1 (000TKKTRRTRRHHppii8.1 霍尔传感器霍尔传感器5.霍尔元件的温度补偿霍尔元件的温度补偿p0i0R

13、R补偿电路必须满足温升前、后的霍尔电势不变，即补偿电路必须满足温升前、后的霍尔电势不变，即HHUU0BIKBIKHHHH00HHHHIKIK00pp0Hipp0i0111R IRT IIRRRTRT )1 (0TKKHH8.1 霍尔传感器霍尔传感器5.霍尔元件的温度补偿霍尔元件的温度补偿式中: n为霍尔元件输入电阻的温度系数；n为分流电阻的温度系数na为霍尔电势的温度系数00ipRR 当霍尔元件选定后当霍尔元件选定后, ,它的输入电阻它的输入电阻 和温度系数和温度系数 及霍尔电势温度系数及霍尔电势温度系数 可以从元件参数表中查到可以从元件参数表中查到( ( 可以测量出来可以测量出来),),用上

14、式即可计算出分流电阻用上式即可计算出分流电阻 及所需的分流电阻温度系数及所需的分流电阻温度系数 值。值。 0iR0iR0pR8.1 霍尔传感器霍尔传感器5.霍尔元件的温度补偿霍尔元件的温度补偿8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用优点优点: : 结构简单、体积小、重量轻、频带宽、动态特性结构简单、体积小、重量轻、频带宽、动态特性好、使用寿命长好、使用寿命长应用：应用：1.电磁测量：电磁测量：测量恒定的或交变的磁感应强度、有功功率、无功功率、相位、电能等参数；2.自动检测自动检测系统：系统：多用于位移、压力的测量。n1.1.微位移和压力的测量微位移和压力的测量n测量原理

15、测量原理： 霍尔电势与磁感应强度成正比,若磁感应强度是位置的函数,则霍尔电势的大小就可用来反映霍尔元件的位置。 n应用应用： 位移测量、力、压力、应变、机械振动、加速度 8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用图图8-6 8-6 霍尔式位移传感器结构及磁场强度变化曲线霍尔式位移传感器结构及磁场强度变化曲线当当I I恒定不变时恒定不变时, ,U UH H与与B B成正比。若成正比。若B B在一定范围内沿在一定范围内沿x x方向的方向的变化梯度变化梯度d dB B/d/dx x为一常数为一常数, ,则当霍尔元件沿则当霍尔元件沿x x方向移动时方向移动时, ,霍尔霍尔电势的变

16、化为电势的变化为KxBdIRxdUdddHH 这种位移传感器可测量这种位移传感器可测量1 12mm2mm的微小位移。的微小位移。8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用1.1. 弹簧管弹簧管 2.2. 磁铁磁铁 3.3. 霍尔片霍尔片 霍尔式压力传感器霍尔式压力传感器8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用 霍尔式加速度传感器霍尔式加速度传感器8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用集成霍尔元件集成霍尔元件, , 能感受能感受到很小的磁场变化到很小的磁场变化输出峰值输出峰值20mV20mV的脉冲电压的脉冲电压n霍尔计数装置

17、霍尔计数装置8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用固定在磁性转盘附近的固定在磁性转盘附近的霍尔传感器便可在每一霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便单位时间的脉冲数，便可计算出被测转速。磁可计算出被测转速。磁性转盘上小磁铁数目的性转盘上小磁铁数目的多少决定了传感器测量多少决定了传感器测量转速的分辨率。转速的分辨率。8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用2.2.转速的测量转速的测量应用应用 ：无触点开关：无触点开关n3.电流的测量电流的测量电流计电流计n 将霍尔元

18、件垂直置于磁环开口气隙中将霍尔元件垂直置于磁环开口气隙中,让载流导体穿让载流导体穿过磁环过磁环,由于磁环气隙的磁感应强度由于磁环气隙的磁感应强度B与待测电流与待测电流I成正成正比比,当霍尔元件控制电流当霍尔元件控制电流IH 一定时一定时,霍尔输出电压霍尔输出电压UH 则则正比于待测电流正比于待测电流I,这种非接触检测安全简便这种非接触检测安全简便,适用于高适用于高压线电流检测。压线电流检测。8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用n4.磁场的测量磁场的测量高斯计高斯计n 将霍尔元件垂直置于磁场将霍尔元件垂直置于磁场B B中，输入恒定的控制电中，输入恒定的控制电流流I I

19、，则霍尔输出电压，则霍尔输出电压UH UH 正比于磁感应强度正比于磁感应强度B B，此方法，此方法可以测量恒定或交变磁场的高斯数。可以测量恒定或交变磁场的高斯数。8.1 霍尔传感器霍尔传感器6.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用5、集成霍尔元件、集成霍尔元件线性集成电路线性集成电路(测位移、测振动测位移、测振动) 8.2 磁电感应式传感器磁电感应式传感器 磁电感应式传感器是利用磁电感应式传感器是利用电磁感应定律电磁感应定律将被测将被测量转换成量转换成感应电动势输出感应电动势输出的一种传感器的一种传感器,不需要辅不需要辅助电源助电源,是一种是一种有源传感器有源传感器,也称为磁电式传感器或也称为磁电

20、式传感器或电动式传感器。电动式传感器。直接应用：直接应用：测定速度测定速度 在信号调节电路中接积分电路在信号调节电路中接积分电路,或微分电路或微分电路,磁磁电式传感器就可以用来测量位移或加速度。电式传感器就可以用来测量位移或加速度。8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理n2 2、根据电磁感应定律、根据电磁感应定律, ,当当w w匝线圈在恒定磁场内运动时匝线圈在恒定磁场内运动时, ,设穿过线圈的磁通为设穿过线圈的磁通为,则线圈内的感应电势则线圈内的感应电势E E与磁通变与磁通变化率化率d/dtd/dt有如下关系有如下关系: :BlvtxBltedddd1 1、根据电磁感应定律

21、、根据电磁感应定律, ,当导体在稳恒当导体在稳恒均匀磁场中沿垂直磁场方向运动均匀磁场中沿垂直磁场方向运动时时, ,导体内产生的感应电势为导体内产生的感应电势为teddW8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理8-8根据以上原理根据以上原理, , 设计出两种磁电式传感器设计出两种磁电式传感器: : 变磁变磁通式磁电传感器和通式磁电传感器和恒磁通式磁电传感器。恒磁通式磁电传感器。变磁通式（变磁阻）：线圈、磁铁静止不动，变磁通式（变磁阻）：线圈、磁铁静止不动， 转动物体引起磁阻、磁通变化。转动物体引起磁阻、磁通变化。n磁阻式磁电传感器磁阻式磁电传感器n 线圈和磁铁部分都是静止的,与

22、被测物连接而运动的部分是用导磁材料制成的,在运动中,它们改变磁路的磁阻,因而改变贯穿线圈的磁通量,在线圈中产生感应电动势。n用来测量转速，线圈中产生感应电动势的频率作为输出,而感应电动势的频率取决于磁通变化的频率。 结构结构：开磁路、闭磁路：开磁路、闭磁路 8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理-变磁通式变磁通式1 1永久磁铁永久磁铁3 3感应线圈感应线圈2 2软铁软铁4 4齿轮齿轮 60/Znf 结构比较简单结构比较简单, ,但但输出信号较小输出信号较小; ;当被测轴当被测轴振动较大时振动较大时, ,传感器传感器输出波形失真较大输出波形失真较大。 开磁路磁阻式转速传感器开

23、磁路磁阻式转速传感器8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理-变磁通式变磁通式恒磁通式：磁路系统恒定恒磁通式：磁路系统恒定, ,磁场运动部件磁场运动部件 可以是线圈可以是线圈也可以是磁铁。也可以是磁铁。 恒磁通式恒磁通式恒磁通式磁电传感器恒磁通式磁电传感器演示（磁阻式）演示（磁阻式）8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理8-9在线圈运动部分的磁场强度在线圈运动部分的磁场强度B B是均匀是均匀的的, ,则当线圈与磁场的相对速度为则当线圈与磁场的相对速度为时时, ,线圈的感应电动势：线圈的感应电动势： n1.1.动圈式磁电传感器原理动圈式磁电传感器原理sina

24、NBlE 为运动方向与磁场方向间夹角为运动方向与磁场方向间夹角, ,当当9090, ,线圈的感应电动势为线圈的感应电动势为: :aNBlE 当当N N、B B和和l la a恒定不变时恒定不变时, ,E E与与=dxdx/ /dtdt成成正比正比, ,根据感应电动势根据感应电动势E E的大小就可以知的大小就可以知道被测道被测速度速度的大小。的大小。 8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理-恒磁通式恒磁通式n2.2.动圈式磁电传感器结构动圈式磁电传感器结构 (1)(1)磁路系统磁路系统 由它产生恒定直流磁场。为了减小传感器的体积,一般都采用永久磁铁； (2)(2)线圈线圈 由

25、它运动切割磁力线产生感应电动势。作为一个完整的磁电式传感器,除了磁路系统和线圈外,还有一些其它元件,如壳体、支承、阻尼器、接线装置等。8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传感器工作原理-恒磁通式恒磁通式恒磁通式恒磁通式闭磁路磁组式转速传感器闭磁路磁组式转速传感器输出电势取决于输出电势取决于线圈中磁场变化线圈中磁场变化速度速度,因而它是因而它是与与被测速度成一定被测速度成一定比例关系的比例关系的。当。当转速太低时转速太低时,输出输出电势很小电势很小,以致无以致无法测量。所以这法测量。所以这种传感器种传感器有一个有一个下限工作频率下限工作频率。8.2.1磁电感应式传感器工作原理磁电感应式传

26、感器工作原理-变磁通式变磁通式n磁电式振动传感器的结构原理磁电式振动传感器的结构原理1-1-弹簧片弹簧片 2-2-永久磁铁永久磁铁 3-3-阻尼器阻尼器 4-4-引线引线 5-5-芯杆芯杆 6-6-外壳外壳 7-7-线圈线圈 8-8-弹簧片弹簧片l物体振动物体振动, ,外壳振动，外壳振动，线圈、阻尼环和芯杆的线圈、阻尼环和芯杆的整体由于惯性而不随之整体由于惯性而不随之振动振动, , 与壳体产生相对与壳体产生相对运动。线圈就切割磁力运动。线圈就切割磁力线线, ,产生正比于振动速产生正比于振动速度的感应电动势。度的感应电动势。l该电动势与速度成一该电动势与速度成一一对应关系一对应关系, ,可直接测

27、可直接测量速度量速度, ,经过积分或微经过积分或微分电路便可测量位移或分电路便可测量位移或加速度。加速度。 8.2.2磁电感应式传感器应用磁电感应式传感器应用-恒磁通式恒磁通式 第三节第三节 霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用 霍尔电势是关于霍尔电势是关于I、B、 三个变量的函三个变量的函数，即数，即 EH=KHIBcos 。利用这个关系可以。利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个量作为变量，使其中两个量不变，将第三个量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作为或者固定其中一个量，其余两个量都作为变量。这使得霍尔传感器有许多用途变量。这使得霍尔传感器有许多用途。霍尔特斯拉计（高斯计）霍尔

28、特斯拉计（高斯计） 霍尔元件霍尔元件霍尔高斯计（特斯拉计）的使用霍尔高斯计（特斯拉计）的使用 霍尔元件霍尔元件磁铁磁铁霍尔传感器用于测量磁场强度霍尔传感器用于测量磁场强度 霍尔元件霍尔元件测量铁心测量铁心 气隙的气隙的B值值霍尔转速表霍尔转速表60 22fn 在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输转动使磁路的磁阻随气隙的改变而周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔直、

29、放大、整形后可以确定被测物的转出的微小脉冲信号经隔直、放大、整形后可以确定被测物的转速。速。S SN N线性霍尔线性霍尔磁铁磁铁霍尔转速表原理霍尔转速表原理 当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件时，输出为低电平。霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（霍尔转速传感器在汽车防抱死装置（ABS）中的应用）中的应用 若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。用霍尔若汽车在刹车时车轮被抱死，

30、将产生危险。用霍尔转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的转速传感器来检测车轮的转动状态有助于控制刹车力的大小。大小。带有微带有微型磁铁型磁铁的霍尔的霍尔传感器传感器钢质钢质霍尔霍尔霍尔转速表的其他安装方法霍尔转速表的其他安装方法 只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电势的变化，产生转速信号。转速信号。 霍尔元件霍尔元件磁铁磁铁霍尔式无触点汽车电子点火装置霍尔式无触点汽车电子点火装置 采用霍尔式无触点采用霍尔式无触点电子点火装置能较好地电子点火装置能较好地

31、克服汽车合金触点点火克服汽车合金触点点火时间不准确、触点易烧时间不准确、触点易烧坏、高速时动力不足等坏、高速时动力不足等缺点。缺点。 汽车点火线圈汽车点火线圈高压输出高压输出接头接头12V低压电源低压电源输入接头输入接头霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理 采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准采用霍尔式无触点电子点火装置无磨损、点火时间准确、高速时动力足。确、高速时动力足。桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图 1-1-触发器叶片触发器叶片 2- -槽口槽口 3- -分电器转轴分电器转轴 4- -永久磁铁永久磁铁 5- -霍尔集成

32、电路（霍尔集成电路（PNP型霍尔型霍尔IC） a a）带缺口的触发器叶片）带缺口的触发器叶片 b）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成电路之间的安装关系成电路之间的安装关系 c c）叶片位置与点火正时的关系）叶片位置与点火正时的关系 霍尔式无触点汽车电子点火装置霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）续） 当叶片遮挡在霍尔当叶片遮挡在霍尔ICIC面前时，面前时，PNPPNP型霍尔型霍尔ICIC的输出为低电平，晶体管功的输出为低电平，晶体管功率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通过，并以磁场能量的形率开关处于导通状态，点火线圈低压侧有较大电流通过，并以磁场能量的形式储存

33、在点火线圈的铁心中。式储存在点火线圈的铁心中。 汽车电子点火电路及波形汽车电子点火电路及波形 1点火开关点火开关 2达林顿晶体管功率开关达林顿晶体管功率开关 3点火线圈低压侧点火线圈低压侧 4点火线圈铁心点火线圈铁心 5点火线圈高压侧点火线圈高压侧 6分火头分火头 7火花塞火花塞 a a）电路）电路 b）霍尔）霍尔IC及点火线圈高压侧输出波形及点火线圈高压侧输出波形 当叶片槽口当叶片槽口转到霍尔转到霍尔IC面前面前时，霍尔时，霍尔IC输出输出跳变为高电平，跳变为高电平，经反相变为低电经反相变为低电平，达林顿管截平，达林顿管截止，切断点火线止，切断点火线圈的低压侧电流。圈的低压侧电流。由于没有续

34、流元由于没有续流元件，所以存储在件，所以存储在点火线圈铁心中点火线圈铁心中的磁场能量在高的磁场能量在高压侧感应出压侧感应出3050kV的高电压。的高电压。 汽车电子点火装置使用的汽车电子点火装置使用的 点火控制器、霍尔传点火控制器、霍尔传感器及点火总成感器及点火总成磁铁磁铁点火总成点火总成霍尔式无刷电动机霍尔式无刷电动机 霍尔式无刷电动机取消了换向器和霍尔式无刷电动机取消了换向器和电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定电刷，而采用霍尔元件来检测转子和定子之间的相对位置，其输出信号经放大、子之间的相对位置，其输出信号经放大、整形后触发电子线路，从而控制电枢电整形后触发电子线路，从而控制电枢电流的换向

35、，维持电动机的正常运转。由流的换向，维持电动机的正常运转。由于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损于无刷电动机不产生电火花及电刷磨损等问题，所以它在等问题，所以它在录像机、录像机、CD唱机唱机、光、光驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。驱等家用电器中得到越来越广泛的应用。 普通直流电动机使用普通直流电动机使用的电刷和换向器的电刷和换向器无刷电动机在电动自行车上的应用无刷电动机在电动自行车上的应用 电动自行车电动自行车可充电可充电电池组电池组无刷电动机无刷电动机无刷电动机在电动自行车上的应用无刷电动机在电动自行车上的应用 无刷直流电动机的无刷直流电动机的外外转子采用高性能转子采用高性能钕铁硼钕铁硼稀

36、土永磁材料；三个霍稀土永磁材料；三个霍尔尔位置传感器产生六个位置传感器产生六个状态编码信号，控制逆状态编码信号，控制逆变桥各功率管通断，使变桥各功率管通断，使三相内定子线圈与外转三相内定子线圈与外转子之间产生连续转矩，子之间产生连续转矩，具有效率高、无火花、具有效率高、无火花、可靠性强等特点。可靠性强等特点。电动自行车的电动自行车的无刷电动机及控制电路无刷电动机及控制电路 去速度去速度控制器控制器 利用利用PWM调速调速光驱用的无刷电动机内部结构光驱用的无刷电动机内部结构霍尔式接近开关霍尔式接近开关 当磁铁的有效磁极接近、当磁铁的有效磁极接近、并达到动作距离时，霍尔式接并达到动作距离时，霍尔式接近开关动作。霍尔接近开关一近开关动作。霍尔接近开关一般还配一块钕铁硼磁铁。般还配一块钕铁硼磁铁。霍尔式接近开关霍尔式接近开关 用霍尔用霍尔ICIC也能