发表了主题帖： 霍尔传感器在智能锁车栏上的应用

  城市自行车智能锁车栏停车系统，属于公共自行车服务行业，运用于城市共享自行车综合管理、治理方面，是城市绿色出行和慢行交通体系的重要组成部分。 共享单车在方便市民出行的同时，乱停乱放带来的城市管理问题也不断出现，城市自行车智能锁车栏停车系统能有效解决目前存在的共享自行车乱停乱放的问题和“还车难”等现象，并且可以实现多种共享自行车的统一有序管理。 电子智能锁是城市自行车智能锁车栏停车系统的重要组成部分，不仅可以定位防盗，也是获取大数据的重要来源，它是一种物联网应用技术，也是典型的“物联网+互联网”应用，通过智能感知、识别技术与普及计算等通信感知技术，在用户与车之间进行信息交换和通信。 城市自行车智能锁车栏停车系统中，车辆停放时状态的检测，主要是通过霍尔开关检测到车辆停放后，产生电压波形的跳变，并能够将跳边的波形传输至MCU，MCU通过比对跳变的波形信号，检测车辆的磁钢信号，来判断此车辆是否与当前锁车桩匹配，实现能够对车辆进行识别，防止车辆存放混乱。 由此可见，霍尔传感器在城市自行车智能锁车栏中起到至关重要的作用，因智能锁车栏需要户外作业，且应用环境相对而言是比较恶劣的，因此推荐使用中科阿尔法AH452霍尔开关。 AH452是一款耐高压高灵敏度全极霍尔开关芯片，采用双极半导体(Bipolar)工艺设计，该芯片内部由电压稳压单元、霍尔电压发生器、差分放大电路、温度补偿电路、集电极开路输出电路组成。工作形式：输入磁感应强度，输出为数字电压信号。提供TO92S直插封装，贴片SOT23-3L封装，且封装都符合RoHS标准。   AH452灵敏度高，全极性方便磁铁安装，同时具有优越的抗应力能力，供电范围广，3.5V~40 V工作电压均可使用，非常适合锁车桩的应用。工作形式为输入磁感应强度，输出为数字电压信号。AH452芯片特征如下： （1）微型结构 （2）集电极开路输出 （3）ESD性能可达：±5kV （4）高灵敏度：±50/±30Gs（典型值） （5）宽电压范围：3.5V～40V （6）工作温度范围：-40℃～125℃ 典型应用电路见下图中:应用电路1，其中RL=4.7kΩ，可应用与大多数电路。应用电路2，其中RV=100Ω，CP=4.7nF，RL=4.7kΩ，CL=1nF，应用于供电线上具有干扰或辐射干扰的电路，建议在电路中串联电阻RV和两个电容CP、CL，且将电阻和电容这些元器件尽量放置在接近芯片处。   典型应用电路例1   典型应用电路例2 综上所述，使用霍尔开关的锁车桩装置，能够通过霍尔感应磁钢的方式，感应车辆进入锁车桩内，自动控制锁车桩上锁，极大地提高了系统的安全性和可靠性，除此之外，还能够对车辆进行可靠识别，防止车辆多存漏存，还能保持低功耗，节能减排。

发表了主题帖： 霍尔传感器在新能源汽车座椅上的应用

  随着汽车工业的发展及其电子化程度的不断提高，传统的需手动调节座椅已经逐渐被替代，霍尔传感器和电机的使用让驾驶者轻松的实现了对座椅位置的自动控制和调节。座椅的舒适性是影响用车体验的一个非常直观因素，座椅位置的调节能为驾驶者提供舒适、便于操作或休息的人体姿态。   汽车的电动座椅主要由内部电机、霍尔传感器、座椅位置调节机构、电机驱动电路和单片机组成。其中，电机与座椅位置调节机构相连组成动力部分；而单片机则分别与电机控制电路和霍尔传感器相连组成自动控制部分。在以上各部分中，霍尔传感器能够对电机外部转轴进行测量，并将脉冲信号传送给单片机。单片机通过对脉冲信号的计数便能够获得与之有关的电机转动信息，也即座椅的当前位置信息。当座椅调节到位关闭电机后，单片机能够将此位置对应的脉冲数存储起来。   特征 固态非接触霍尔效应磁感应使该设备能够通过灰尘、污垢和碎屑进行感应，从而提高可靠性和产品寿命 潜在的运输应用 重型卡车、公共汽车、农业和建筑机械中的变速器速度传感材料搬运、农业和施工机械中的车轮速度检测。 重型卡车、公共汽车、农业和建筑机械中的车辆动力传动系和混合动力发动机中的电机速度传感器。 AH502是一款基于BCDMOS技术设计的高灵敏度双极霍尔开关芯片。芯片包括温度补偿、比较器和输出驱动器。此外，机械应力对芯片的磁性参数影响很小。 该系列芯片传感器适用于工业环境和汽车应用，环境温度范围为-40℃～150℃，电源电压范围为2.7V～30V。AH502有三种封装形式：TO92S、SOT23(small)、SOT23-3L，且封装符合RoHS标准，产品已通过AEC-Q100认证。       典型应用电路请见典型应用电路1。   典型应用电路1 对于供应线上有干扰的应用，或辐射干扰，一个串联电阻器RV和两个电容器CP和CL都放置在传感器附近，建议（见典型应用电路2）。例如：RV=100Ω,CP＝10nF和CL＝4.7nF。RL是开漏上拉电阻器，必须放置在主机控制器的输入端附近启用断线检测。   典型应用电路2 产品功能 （1）AEC-Q100 Grade 0 汽车级认证 （2）工作电压：2.7V～30V （3）ESD：±12kV （4）有较强的机械应力抑制能力 （5）温度范围：-40℃～150℃ （6）温度升高引起的磁通密度的降低由内置负温度系数来补偿 （7）电源引脚具有电压保护 （8）适用于汽车和工业 应用领域 （1）速度和RPM传感器 （2）直流电动机、电机和风扇控制、机器人控制 （3）近距离传感器、位置传感器 （4）安全扣带、引擎盖、后备箱门锁 （5）天窗/活顶/后挡板/提升门启动 （6）刹车/离合器踏板 （7）新能源汽车座椅 （8）电动助力转向系统（EPS) （9）变速器换挡 （10）刮水器电机

发表了主题帖： 电流传感器在电焊机中的应用

电流传感器是一种电流检测传感器，可以在电焊机电源中起到检测电流的作用。在电焊机中，电流传感器可以通过检测电流的大小和方向来控制电焊机的输出电流，从而保证焊接质量和稳定性。   电流传感器在电焊机电源中的作用如下： （1）控制电焊机输出电流。在电焊过程中，如果输出电流过大或过小，都会影响焊接质量和稳定性。因此，必须通过控制电焊机的输出电流来达到理想的焊接效果。 （2）保护电焊机和焊接工件。如果电流过大，电焊机的电路可能会受到过载损坏；如果电流过小，焊接工件可能会出现焊缝不牢固、气孔和裂纹等质量问题。因此，必须通过控制电流来保护电焊机和焊接工件。 （3）提高焊接效率。在电焊作业中，焊接效率是非常重要的。如果焊接效率低，不仅会增加生产成本，还会延长生产周期。因此，必须通过提高焊接效率来降低生产成本和缩短生产周期。电流传感器可以通过控制电流来提高焊接效率。 （4）提高焊接质量。焊接质量是电焊过程中最重要的因素之一。如果焊接质量不好，会导致焊接工件的质量下降，从而影响产品的使用寿命和安全性。因此，必须通过控制电流来提高焊接质量。 总之，电流传感器在电焊机电源中具有非常重要的作用。它可以通过检测电流的大小和方向来控制电焊机的输出电流，保护电焊机和焊接工件，提高焊接效率和质量，从而为电焊工作提供更加稳定和高效的保障。 AH950系列是一款基于霍尔效应原理的开环式电流传感器模组，为交流或直流检测提供了更加经济、精确的解决方案，广泛应用于工业、商业和通信系统中交流或直流电流检测。该产品可以用于电机控制、负载检测和负载管理、电源和DC-DC转换器、光伏逆变器、UPS、过流保护和中低功率变频器电流检测等应用。 AH950由高精度、低噪声、低温漂线性霍尔IC、磁芯及低插入电阻（0.12mΩ）电流导体路径（位于模具表面附近）组成。流经此导体路径时的外加电流会产生一个磁场，芯片会将其转换为与输入电流成比例的电压信号输出。   AH950输出电压由低偏移、斩波稳定的BCDMOS霍尔IC提供，根据不同电流量程，在工厂内部会对输出电压进行精确校准。当施加的外部电流流过传导路径(从引脚4到引脚5)时，芯片的输出具有正斜率(>VOQ)。该传导路径的内部电阻典型值为120uΩ,可实现低耗能。导电路径的端子(引脚4和引脚5)与信号端(引脚1至3)电气隔离。这使得AH950电流传感器模组可以在电流检测应用中使用，而无需使用其他昂贵的隔离技术。 AH950系列所有引脚均镀锡，封装材料不含铅，符合RoHS标准。   产品功能 快速的输出阶跃响应时间：4μs 单电源供电：4.5～5.5V 120kHz信号带宽 零磁滞 内部导体电阻:120μΩ 输出电压：2.5V或50%VCC 极其稳定的静态输出电压 工作温度：-40℃～150℃ 检测范围：±50A，±100A，±150A，±200A 安规相关认定：（UL Ready） 介电强度：4800Vrms 1min 隔离工作电压：990 VDC or VPK，680Vrms 电气间隙：5.2mm 爬电距离：7.2mm 封装形式：CB-2-3（PFF） 产品应用 UPS（不间断电源）、电焊机、电机相位和轨电流检测、直流电源、过流保护、中低功率变频器电流检测、充电器和转换器

发表了主题帖： 霍尔电流传感器在光伏逆变器中的应用

光伏发电系统（photovoltaic generation system），简称光伏（photovoltaic），是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。 光伏发电系统中，核心功能模块为光伏逆变器（PV inverter或solar inverter），它可以将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电（AC）的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏阵列系统中重要的系统平衡（BOS）之一，可以配合一般交流供电的设备使用。    其中，霍尔电流传感器在光伏逆变器中的电流测量和转换方面发挥了重要作用。在光伏逆变器中，霍尔电流传感器可以测量光伏电池板的输出电流，并将其转换为交流电信号。霍尔电流传感器的精度和稳定性直接影响到逆变器的输出质量和效率。通过使用霍尔电流传感器，逆变器可以实现高精度、高稳定性的电流测量和转换，从而提高光伏发电系统的效率和稳定性。   AH910W是一款高性能霍尔效应的隔离式线性电流传感器芯片，可以更为有效地测量交流（AC）或者直流（DC）电流，可广泛应用于工业，商业和通信系统中的交流或直流电流检测。      AH910W系列内部集成了一颗高精度、低噪声的线性霍尔电路和一根低阻抗的主电流回路导线，当采样电流流经主电流回路时，其产生的磁场在霍尔电路上感应出相应的电信号，经过信号处理电路输出电压信号，使得产品输出严格地与被测电流值成比例。 线性霍尔电路基于BCD工艺的低偏移，斩波稳定的霍尔芯片可提供精确的比例电压，该电压在制造时会被精确校准。当施加的电流流过内部电流传导路径（从引脚123和4到引脚5,6,7和8）时,芯片的输出具有正斜率（＞VOQ）。该导电路径的内部电阻典型值为0.75mΩ,可实现低耗能。导电路径的端子（引脚［至8）与信号线（引脚9至16）电气隔离。这使得AH910W电流传感器IC可以在高端电流检测应用中使用，而无需使用其他昂贵的隔离技术。该系列向客户提供S0P16W封装，该封装符合RoHS要求。 产品功能 工作电压：4.5V～5.5V 静态共模输出点：2.5V或者50%VCC 测量范围宽：±30A/±40A/±50A/±60A/±70A/±80A/60A/70A/80A 高带宽：120kHz； 输出响应时间：4μs（典型值）； 自带参考输出：2.5V 安规相关认证：UL Ready 介电强度：4800Vrms 1min 隔离工作电压：1097Vrms，1550VDC or VPK， 电气间隙：7.5mm 爬电距离：8.2mm 符合RoHS规定：（EU）2015/863   典型应用电路 CBYPASS=0.1uF旁路电容器应放置在AH910W的"电源-地"附近。C1推荐470pF, C2、C3推荐1nF。 AH910W具有"参考信号输出"端，既可以使用单端输岀也可以使用差分输出方式与ADC或者运放接口。   应用领域 中低功率变频器电流检测 电机相机和轨电流检测 组串式光伏逆变器电流检测，MPPT电流检测 充电器、转换器 直流电源 过流保护 不间断电流源（UPS）

发表了主题帖： 中科阿尔法电流传感器在储能系统中的应用

储能技术主要是指电能的储存。储存的能量可以用做应急能源，也可以用于在电网负荷低的时候储能，在电网高负荷的时候输出能量，用于削峰填谷，减轻电网波动。能量有多种形式，包括辐射，化学的，重力势能，电势能，电力，高温，潜热和动力。 能量储存涉及将难以储存的形式的能量转换成更便利或经济可存储的形式。下图为分布式储能系统架构：   在整个储能系统中，功率转换系统（Power ConversionSystem, PCS）是其中的核心部件。功率变换系统（PCS）又叫储能变流器，是储能单元中功率调节的执行设备，在监控与调度系统的调配下，实施有效和安全的储能和放电管理。储能变流器（PSC）在储能系统中是电池与电网之间的桥梁，当储能系统工作在储能模式时，PSC将电网的交流电转变为直流电给电池组充电，而当储能系统工作在并网发电模式时，PSC将电池的直流电转变为交流电进行并网发电。因此PSC需要拥有以下特性：PSC可以双向工作，既可工作在逆变模式，也可工作在整流模式；PSC正常工作时，电流波形呈现正弦波形，尽可能地不向电网注入直流分量以及低频谐波；PSC的有功功率和无功功率可以大范围地调节。目前常用的变流器控制策略有PQ控制、VF控制、下垂控制、虚拟同步机控制四种方式。 同时，变流器也具备恒压、恒流和恒功率的多种充放电模式。储能变流系统的主要功能是实现电网和蓄电池之间的电能转换，并对交换过程进行监控和管理。这一系统包括蓄电池、电池管理设备和能量管理设备，通常电站还配有隔离变压器和辅助供电设备。   储能变流器支持并网和离网两种运行模式。在并网运行中，储能变流器交流侧连接电网，直流侧连接蓄电池。与电网调度系统配合，参与电网调压调频，实现对电网负荷的削峰填谷。根据选择的运行模式，可对蓄电池进行恒压、恒流和恒功率充放电。在离网运行中，储能变流器直流侧连接蓄电池，系统运行可输出固定频率和有效值的三相交流电压，实现对交流侧负荷的持续供电。 AH951是一款基于霍尔效应原理的开环式电流传感器模组，为交流或直流检测提供了更加经济、精确的解决方案，广泛应用于工业、商业和通信系统中交流或直流电流检测。该产品可以用于电机控制、负载检测和负载管理、电源和DC-DC转换器、光伏逆变器、UPS、过流保护和中低功率变频器电流检测等应用。 该产品由高精度、低噪声、低温漂线性霍尔IC、磁芯及低插入电阻（0.15mΩ）电流导体路径（位于模具表面附近）组成。流经此导体路径时的外加电流会产生一磁场，芯片会将其转换为与输入电流成比例的电压信号输出。 该所有引脚均镀锡，封装材料不含铅，符合RoHS标准，工作温度范围为-40℃～105℃，电源电压范围为4.5～5.5V。   电学参数 TA=25℃，VCC=+5V，RL=4.7kΩ     产品特点 （1）工作电压：4.5V～5.5V （2）输出电压2.5V或50%VCC （3）工作温度：-40℃～105℃ （4）额定电流检测范围：±10A，±16A，±20A，±32A，±40A，±50A （5）产品自带参考输出：2.5V （6）介电强度：4800Vrms 1min （7）符合RoHS规定：（EU）2015/863 应用领域 （1）中低功率变频器电流检测 （2）汇流箱、开关电源 （3）过载保护装置 （4）充电器、转换器 （5）光伏逆变器 （6）不间断电流源（UPS）  

发表了主题帖： 霍尔传感器在汽车安全带上的应用

本帖最后由 西安中科阿尔法 于 2023-7-21 13:59 编辑   汽车安全带是为了在碰撞时对乘员进行约束以及避免碰撞时乘员与方向盘及仪表板等发生二次碰撞或避免碰撞时冲出车外导致死伤的安全装置。汽车安全带又可以称之为座椅安全带，是乘员约束装置的一种。汽车安全带是公认的最廉价也是最有效的安全装置，在车辆的装备中很多国家是强制装备安全带的。汽车安全带有如下性能： （1）安全带设计要素安全带在设计上应该满足乘员的保护性能、提醒使用安全带以及舒适性和方便性方面的要求。使上述几点得以实现的设计手段是安全带调节器位置的选定、安全带的规格和采用的辅助装置。 （2）乘员保护性能汽车安全带的乘员保护性能要求如下：尽早对乘员进行约束；尽量减小约束时乘员受到的压力；保持约束位置不变，以使约束力避开人身体较脆弱的部位。作为实现上述目的的手段，上面所叙述的预张紧器和限力器的使用，使这些方面的性能得到显著提高。 安全带中，安全带扣是汽车安全带中重要的一环，它的作用是锁住安全带防止挣脱的紧固装置和需解开安全带时的开关作用，其性能的好坏直接影响到汽车安全带的性能，即直接影响到驾乘人员的生命安全。 安全带扣通常使用叶片中断感应方式来确定带扣何时锁上。它在带扣固定器内包括一块磁铁和一个单极霍尔效应开关。当处于闩锁位置时，带扣本身的铁质材料会中断磁场到传感元件的路径，从而打开设备，并告知安全气囊系统带扣已接合（闩锁）。 中科阿尔法AH544是一款基于BCDMOS技术设计的高灵敏度单极霍尔开关芯片，它在安全带扣主要起到开关的作用。 即AH544在有磁时输出低电平，远离时输出高电平，带扣位于锁存位置。当带扣插入卡槽时，带扣的钢铁材料自行中断磁场到传感元件的路径，从而将器件接通电源，并提示气囊系统，安全带已使用。带扣离开时，断开电源，显示安全带未使用。 AH544采用先进的CMOS工艺使芯片具备更灵敏的磁极感应和宽泛的电压。芯片包括温度补偿、比较器和输出驱动器。此外，机械应力对芯片的磁性参数影响很小，适用于工业环境和汽车应用，且符合AEC-Q100汽车电子行业测试标准。AH544有TO92S和SOT23-3L两种封装形式，封装符合ROHS标准，且满足不同电路的需求。作为汽车安全带扣的开关检测需要长时间进行开和关切换，对寿命有较高要求，AH544由于其本身的材质和特性，理论上无开关切换次数限制，保证长期使用的可靠性，满足汽车安全带扣对霍尔开关芯片的寿命需求。 AH544功能框图 AH544特征 低功耗：2.5mA工作电压：3V~30V ESD高达：±12KV过压保护高达40V有较强的抗机械应力特性温度范围：-40℃~150℃电源引脚具有反向电压护-20V AH544应用速度和RPM传感器转速表传感器流量传感器直流电动机电机和风扇控制 机器人控制 近距离传感器位置传感器安全带扣引擎盖/后备箱门锁天窗/活顶/后挡板/提升门启动刹车/离合器踏板电动助力转向系统（EPS)变速器换挡刮水器电综上所述，中科阿尔法高灵敏度单极霍尔开关芯片AH544性能优越，非常适合应用于安全带扣场景。该芯片可替代Allegro的A1156 / A1158 / HAL1564。  

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本帖最后由 西安中科阿尔法 于 2023-7-19 17:31 编辑 计数跳绳做为一种目前比较流行的智能计数的远动器材，其原理主要采用齿轮转动机械计数的原理，通过霍尔磁性开关元件来实现计数功能，但由于计数跳绳采用电池供电，对霍尔开关的功耗和响应速度要求较高。 针对智能跳绳磁控计数应用，本文推荐国产中科阿尔法品牌的低功耗高灵敏度全极霍尔开关AH464，该芯片可替代美国SEC的SS1331 / SS1376 / SS1438 / SS109，内部集成电压调节器、霍尔电压发生器、小信号放大器、斩波稳压器、施密特触发器和CMOS输出驱动器，具有温度稳定性好、抗应力强、灵敏度高等特点，以下是AH464霍尔开关主要性能参数： （1）工作电压从2.5V至5.5V （2）输出电流5mA （3）推挽输出 （4）ESD性能可达±6kV （5）微功耗电池供电应用 （6）工作温度范围-40℃~85℃ （7）TO92S和SOT23-3L封装，均符合RoHS标准 磁控计数基本原理是磁通量大于工作点时，输出低电平；当磁通量小于释放点时，其输出高电平，通过高低电平切换完成计数功能。如下图TO92S封装芯片南极敏感，SOT23反封装则北极敏感：    AH464输入磁感应强度，输出为数字电压信号。可耐高电压冲击，具有极强的抗噪能力。从以上霍尔开关性能参数可以看出，中科阿尔法的双极锁存霍尔开关AH464响应速度快、可靠性高，适合磁控跳绳等需要高频计数的应用。以下是AH464的典型应用电路：   AH464典型应用电路 除了上述功耗、响应速度等方面的优势，AH464性价比更高，同时还具有更好的供货周期和免费快速样品支持，是智能计数跳绳等消费级产品磁控霍尔开关的优秀选择。

发表了主题帖： 直流无刷电机知识总结

本帖最后由 西安中科阿尔法 于 2023-7-10 10:03 编辑 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 近三十年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。 无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置，所以又名直流变频，国际通用名词为BLDC。无刷直流电机的运转效率、低速转矩、转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注。 无刷电机在我国的发展时间虽短，但是随着技术的日益成熟与完善得到了迅猛发展。已在航模、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。如深圳伟业电机、长沙科达等一批专业厂商，在技术上不断推进行业发展。近几年来，无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力。由于产量和价格的原因，过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中，现在由于机械加工技术的快速发展，无刷电机的生产成本下降许多，目前它正进入模型领域的各个层面，从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机，无处不在。 无刷直流电机分析 无刷直流电机通常采用双闭环调速的速度控制方法。双闭环调速系统由外环的速度环和内环的电流环构成。该控制系统中，主要以双闭环PI控制技术为典型，但由于无刷直流电机的时变性、非线性和滞后性等特点，经典PID控制对实际应用中的情况适应性较差，因此不能使电机控制达到理想效果。经典PID控制器中，参数整定方法主要是试凑法，参数整定过程耗费时间长，需要设计人员有丰富的经验。为改善经典PID控制效果，增强电机稳定性和快速性，本文对无刷直流电机速度环采用自适应模糊控制的思想与经典PID相融合，实现智能化控制。通过增加输入和输出隶属度函数的个数，从而提高电机的控制性能。自适应模糊PID控制算法中，KP（比例系数）、KI（积分系数）、KD（微分系数）各自使用独立的一套规则，以适应实际工作中各种情况的变化。 无刷直流电机结构及数学模型 合适的数学模型既要使结果符合需求，又要求能够掌握模型的实质，使得应用计算更加简单，分析无刷直流电机的数学模型，则首先它是要进行定量分析，且基础是要对电机进行系统设计。 由于无刷直流电机的数学模型是电压方程（输入为电压）和转矩方程组成的，因此举两极三相无刷直流电机的例子，采用“Y”形的集中整距绕组作为定子绕组，使用隐极内转子结构，空间中，每隔120°均放置一个霍尔传感器。除此之外，为了简化分析过程，需要约定以下条件： ① 不考虑磁滞损耗和涡流损耗； ② 电机电枢的反应不计； ③ 忽略电机内部齿槽间效应； ④ 逆变电路中的续流二极管和MOSFET均有完美的开关特性。 以上条件在实际应用中，可以忽略不计，因为他们对整体分析的结果影响不大，反之，若没有以上约定条件，在分析电机内部结构中的点此关系上，就变得十分复杂，而且有些情况根本无法得出解析解。通过上述分析可得，如图1和图2所示，为无刷直流电机外转子的结构图及内部绕组的等效电路。   磁链大小取决于永磁体分布的磁场情况，而磁场的径向分量的分布是沿着定子内径表面以梯形形状。如图3中a、b所示，为绕组永磁磁通示意图。 图3a表示的是外转子磁极的磁感应强度B的分布情况。假设磁感应强度向外的方向为正方向，而由图3b中可知，在0°时正反方向交界处的磁感应强度是0，随着线性关系的增加，在X点处强度最大，之后进入稳定态且在Y点时下降，当到达180°时强度为0，随后负向增大，到Z点最大，随之维持恒定，最终到达W点降低到0。不同的电机，其A所处的位置是不同的。倘若X与0°位置接近，则线越陡，这样“梯形波”就变成了“方波”。 无刷直流电机电流脉动分析 由于电机内部存在绕组电感，使得电机换相的过程中电流变化被限制，从而导致定子电流的波形不是理想的矩形波。并且，每个相之间的换流过程存在时间上的延误，造成换向的转矩脉动现象。与此同时，没有进行换向的那一相，其相电流会出现很大的电压降。 感应电动势和直流电源的大小决定了电机定子绕组参数和换流相上电流的升降时间。要使转矩脉动不发生，通过换流时间的掌握是可以达到的，另外除了换流过程中的两相，未经换流的这一相在此过程中，电流波形的顶端存在可以引起转矩脉动的波谷。下面以电机AB相换AC相为例分析。   逆变桥电流自正极流出，经A相和B相后，回到负极，此时该回路电流达到稳定状态，设A相电流为I，则B相电流为-I，C相电流为0。随着MOS管开关改变，从而进行换向工作，在此换向过程中，B相的电流不会直接为0，为换向过程中B相续流。由于负极端电位强制为零，二极管有一个正向压降，所以电流会通过与电机B相下桥臂MOS管并联的续流二极管、C相下桥臂MOS管、B相和C相的电阻和绕组构成的续流回路。为换向后达到稳定状态的A相和C相电流导通图，此时A相电流为I，则B相电流为0，C相电流为-I。其他换向过程分析同理。为了消除低速时的电流脉动，通常采用移向法，即控制MOS管的开关时间来消除此脉动。 无刷直流电机相关电路 电机驱动模块 无刷直流电机速度控制原理 无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDCM）分为梯形波和方波两种，该类电机具有串励直流电机启动特性和并励直流电机调速特性。按结构特点分为内转子无刷直流电机和外转子无刷直流电机。本设计中选择三相六绕组四极对数外转子无刷直流电机，外转子电机将原来中心位置的磁钢做成一片片并贴到了外壳上，当电机运行时，中间的定子不动只有外壳在转，它和内转子无刷直流电机是有区别的。 因转子的主要质量都集中在外壳上，外转子无刷直流电机比内转子的转动惯量要大很多，因此电机转速慢。转子无刷直流电机通常kV值在几百到几千之间，可以直接装在车模上驱动车体移动，不需要机械减速装置。无刷电机kV值是输入电压每增加1伏特是电机空转转速增加的转速值，简写为/V。例如，在11伏的电压下且外转子无刷电机的标称值为1000kV时，其最大空载转速为11rpm（转/分钟）。图8所示，为外转子无刷直流电机内部结构图。图中所示电机是与本设计中无刷直流轮毂电机原理相同的一款小型外转子无刷直流电机。 图8 外转子内部结构图 由此可知，外转子无刷直流电机绕组绕法如图9所示，其中圆心处三根线是互相绝缘的。电机的旋转要根据在电机内部不同位置上安装的三个霍尔传感器感应到的电机转子所在位置，然后遵循一定的通电换向顺序，使无刷直流电机旋转起来。 图9 外转子绕组方式 无刷直流电机的速度控制系统的控制方法可分为开环控制和闭环控制两大类。常用的控制方法一般为双闭环调速，内环为电流环（转矩环），外环为速度环（电压环）。目前大部分无刷直流电机通常使用开关方式驱动旋转，利用PWM脉宽调制从而控制电枢电压。微控制器输出PWM脉冲，将PWM的占空比设置小，会减小电枢电压，反之将占空比设置大，则会增大电枢电压。从MCU中输出的脉冲，由于带载能力有限，所以需通过特定的驱动芯片、驱动电路，以此可驱动电机执行制动、正反转、速度调节等动作。 输入输出电压波形和开关驱动方式的原理如图10所示。 图10左图中，为MOSFET 的栅极脉冲输入：为“1”时，导通，电机的电枢上则有来自电源的电压；时间后，为“0”，截止，电枢电压为0。时间后，又为“1”，循环之前的过程。 电机驱动模块电路图 尽管不同的电机绕组和磁极的数量、种类有所不同，但是直流无刷电机控制角度的通电顺序都是相同的。无论电机是外转子还是内转子工作都需要遵循AB→AC→BC→BA→CA→CB的顺序进行通电换相。若让电机反转，则可以按倒过来的次序通电。如图11所示，为无刷直流电机逆变电路。 图11中，Q1到Q6均为功率场效应管。打开Q1与Q4并使得其他场效应管为截止态，此时电流流过POWER→Q1→线圈A→绕组B→Q4→CURRENT ，最终实现AB的导通，其中POWER为24V。场效应管依次按照Q1Q4，Q1Q2，Q3Q2，Q3Q6，Q5Q6，Q5Q4的顺序打开，对应着相位AB，AC，BC，BA，CA，CB的导通。每个功率场效应管旁，都有一个二极管，该二极管是线圈由于自身电感的作用产生极高的瞬时反电动势（U=L·di/dt）而击穿元器件。本设计中所选的功率场效应管IRF540S内部集成这这个二极管。从而对设计PCB节省了空间并且增强了系统的稳定性。功率场效应管选择IRF540S，最高耐压100V，最大电流23A，源极与漏极间导通电阻小于，栅源电压为±20V。 假设图4中Q1和Q4导通则需要AB相通电。由于场效应管的导通电阻为毫欧级，其压降一般忽略不计，因此A点的电位近似为24V，B点为0V。A点的电位决定了Q4是否能导通，依靠控制器I/O口的输出就可以满足Q4导通时需要的大于4V的栅极电压。Q1的栅极电压至少为24+4=28V的时候才可以导通，28V的电压已超过了电源提供的电压，因此只依赖单片机与三极管搭建的电路是无法实现的。所以采用IR2136驱动该桥式电路和自举电路，驱动电路和自举电路如图5所示。IR2136电源电压为10-20V，电流峰值200mA，内置400ns的死区时间，以防止同一桥臂上下两个MOSFET同时导通，驱动电路采用6个N型场效应管，并配以自举升压电路。 位置检测模块 无刷直流电机是一种由凸极磁铁转子或永磁和电枢（定子）绕组组成的电机。通过由译码器及转子位置传感器控制的直流电源给定绕组和止开关期间供电。电机的直流侧电压大小与转速在没有调节器的情况下成正比例关系，即无刷直流电机与异步电机和直流电机的区别是定子上不存在永磁体，磁势由电流进入点数绕组后产生，转子是永磁体不用感应线圈和励磁电流，与直流电机的机械换向方式不同，无刷直流电机采用电子换向方式，由霍尔传感器输出换向点的信号。 由霍尔传感器作为转子位置传感器，当转子旋转时，产生变换的磁场，三个霍尔传感器贴在定子绕组上，通过它输出磁场状态对应的信号，由霍尔传感器输出的信号被电机控制系统检测，以此判断转子当前位置，检测精度为每60°电角度信号输出变化一次，也就是说转子每转60°电角度，定子电流需要进行一次换相，一个周期内需要进行六次换相。为此，本文使用三路霍尔信号组成的六种（除去000和111状态）不同状态表示位置传感器的信号，以表示转子在360°电角度范围内的六个不同位置。图12为霍尔信号与IGBT导通时序图。 图12 霍尔信号与IGBT导通时序图 图13所示为霍尔传感器电路。由于STM32芯片中“1”电平对应的电压为3.3V，所以此处通过分压电阻R24、R2、R26使得输入STM32芯片的三个I/O口HALL_A、HALL_B、HALL_C分别为3.3V。无刷直流电机的三路霍尔信号其分别与STM32的3个I/O 口 PD2、PD1、PD0相连，STM32会通过这三路霍尔信号，对相应的PWM脉冲时序在软件程序中进行设置。 通常情况下霍尔传感器有五根线，分别为电源线、地线、A相位置线、B相位置线和C相位置线。霍尔传感器有线性和开关型两种，在作为位置传感器所用的类型为开关型。如图14所示，为霍尔IC内部结构图，它和放大电路集成在一起，输出为集电极开路，所以在使用时必须外接上拉电阻，霍尔元件由+5V电源供电。位置传感器输出的信号经滤波后分别输入到 STM32的脉冲捕捉单元三个引脚HALL_A、HALL_B和HALL_C上。当检测到三个霍尔传感器输出的信号发生上升沿与下降沿电平跳变时，便为无刷直流电机的换相时刻，此时将脉冲捕捉口设置成普通的 I/O口，然后读这三个引脚HALL_A、HALL_B和HALL_C组成的电平逻辑状态，便可以得到转子所处的位置。 外围电路保护模块 为了防止系统工作工程中电压、电流的过大波动造成工作不稳定，针对电机驱动主电路结构，设计了过压、欠压保护电路和过流保护电路。电压过低或过高及电流过低都会导致电机工作异常，甚至损坏逆变器，因此保护电路对系统的正常运行必不可少。 （1）过压、欠压保护电路 如果电路突然出现故障或短路，电源电压会突然下降，甚至可能变为零，这样会使驱动电路和电机受到不同程度的破坏。因此设计欠压、过压保护电路可以有效的防止此类问题发生，其电路图如图15所示。STM32 I/O口最高耐压3.6V，采样范围在0-3.3V之间，所以，加有分压电阻，间接的得到电机电枢上的实际电压值，然后通过LM358运算放大器将采样电压送到STM32的PA0端口处，进行电压采样。图中Rl=R3=2k，这两个电阻将电压分压后送到LM358中，这样经过分压后的电压保持在0.98V~1.63V范围之内，电机工作正常。当电源电压过高，PA0端口处的采样信号会送达STM32中，从而停止输出PWM波，这样可以起到保护电路板和电机作用。当PA0端口采样到的电压低于0.98V或高于1.63V，停止电机工作。 图15 欠压、过压保护电路 （2）过流保护 无刷直流电机在空载状态下高速转动和有负载的情况下低速转动，电流会超过额定值的1.5倍以上，因此需要过流保护电路来防止驱动电路板和电机因电流过大而烧坏。设计过程中，为了防止过流现象，需要实时的监测电流，如果发生过流，就立刻通过程序将PWM占空比降低，以此减小电流。 图16 过流保护电路 如图16所示过流保护电路，采样电阻50毫欧。R4一端接地，电压送到LM358中并与参考电压进行对比，如果低于参考值，LM358输出低电平，PWM占空比就会根据运算放大器LM358采样的速度电压进行闭环调速。如果电压大于参考值，LM358的输出为高电平，从而，通过程序就能对PWM占空比进行调整，完成过流保护功能。 无刷电机优点 （1）无电刷、低干扰 无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。 （2）噪音低，运转顺畅 无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。 （3）寿命长，低维护成本 少了电刷，无刷电机的磨损主要是在轴承上了，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可。上下一比较，就知道无刷电机相对于有刷电机的优势在哪里了，但是万事都不是绝对的，有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的，不过就无刷电机的使用方便性来看，随着无刷控制器的成本下降趋势和国内外无刷技术的发展与市场竞争，无刷动力系统正在高速的发展与普及阶段，这也极大促进了模型运动的发展。 无刷电机应用场景 1、厨房用具 厨房中随处可见电器的踪影，比如搅拌机、榨汁机、咖啡机、打蛋器、电饭煲、食品加工机、谷物研磨机、立式搅拌机、碎肉机、电动切割刀等，无刷电机是这些厨房电器的动力核心。 2、白色家电 白色家电是指可以替代人们家务劳动的电器产品。其包括能减少人们的家务压力的洗衣机洗碗机，以及改善生活质量的空调冰箱。而空调，冰箱，微波炉散热扇，吸油烟机，洗碗机，洗衣机热水泵等内部都有无刷电机。 3、智能家居 在使用家居设备的时候，也可以运用到直流无刷电机。比如使用排气扇，电暖器等等。还有循环风扇，增湿器，抽湿器，空气清新器，冷风机，皂液器，烘手机，智能门锁，电动门，窗帘等。这些智能家居产品在品质上是有一定保证的。地板也是家庭清洁的主要场所和对象，各种电动地板清洁产品也在不断增加，如：地毯清洁机、电动吸尘器、手持式吸尘器、地板打磨机等。 扫地机器人 家居智能化正在逐步成为一个时代的趋势。目前国内的硅基动力也正致力于改进智能家具的无刷电机技术以及整套微动力系统的驱动。其主要研发领域涵盖了风扇类、地板清洁类、空气改良类智能家具。 4、电机数码领域 电子数码领域是无刷电机普及最为广泛、数量最大的领域，比如我们生活中常见的打印机、传真机、复印机、磁带记录仪等等，在它们的主轴和附属运动的带动控制中，都要有无刷电机从中协助。 5、医疗设备领域 在国内，手术中使用的高速离心机、热像仪等都使用了无刷电机。 6、汽车领域 一辆普通的家用轿车需要永磁电机20~30个，除了核心的发动机之外，像雨刷器、汽车空调、电动车窗等都有电机的身影，随着现在技术的越来越成熟，相信汽车领域以后运用到的无刷电机将会越来越多。 EMC设计 电磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility)是指计算机系统在电磁环境中的适应性，即能保持完成规定功能的能力。EMC设计的目的是使系统既不受外部电磁干扰的影响，也不对其他电子设备产生影响。 电子干扰三要素 电磁干扰是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。一般来说，产生电磁干扰需要同时具备三个条件。 （1）电磁干扰源：产生电磁干扰的任何元器件、设备、系统或自然现象。 （2）耦合途径（或称耦合通道）：能够将电磁干扰能量传输到受干扰设备的通路或媒介。 （3）敏感设备：如果有电磁能量从干扰源发射出来的时候，周围的生物会受到一定的伤害，以及会发生电磁危害从而导致性能降级或失效的元器件、设备、分系统或系统。 以上三个条件称为电磁干扰三要素，若要产生电磁干扰，这三个要素必须同时具备；反之若消除三个要素中的任何一个，电磁干扰的问题就不复存在了。 电磁兼容控制技术 通过前面介绍的电磁干扰三要素可知，电磁兼容性设计，其核心就是对电磁干扰进行有效的消除或抑制。 电磁兼容技术即EMC技术，通过整体“对抗”、整体“疏导”和主动防御相结合对控制过程中的干扰现象进行策略性的消除。在经历过大自然各种灾害中总结而来的一系列策略，用到控制电磁危害中也十分有效。通常，该控制技术的方案策略主要有时间分隔、空间分隔、电器隔离、频率管理和传输通道抑制这五大类。其中时间分隔又细分为雷达脉冲同步、被动时间分隔、主动时间分隔和时间共用准则；空间分隔细分为自然地形隔离、地点位置控制、电场矢量方向控制、方位角控制；电器隔离分为光电隔离、变压器隔离、DC/DC变换、继电器隔离；频率管理主要有滤波、频率管制、光电传输、数字传输、频率调制；传输通道抑制包括搭接、接地、滤波、布线、屏蔽。传统的抑制传输通道的主要方法有滤波、接地、布线等几种。 （1）接地技术。该技术是电子设备设计过程中的重点考虑问题，通常，设计者设计接地时，主要有以下目的。 1）防止外界电磁场的干扰。 2）使整个系统的电路有一个统一的零电势参考点，确保电路可以稳定的工作。为了使电路的屏蔽体达到良好的屏蔽效果，应选择正确合适的接地。 3）保证安全工作。可避免电子设备在发生直接雷电的电磁感应时的损坏；可避免因绝缘不良或其他原因直接与机壳相通，使工频交流源的输入电压造成操作人员的触电事故的发生。当机壳带有110V或者220V电压时，由于医疗设备与人体直接相连会引起致命的危险发生。 抑制噪声和防止干扰的主要方法就是接地，它就是一个等电位点或者等电位面。地不单单只是指大地，其也是电路或系统的基准电位。电气设备的外壳和机房的金属构件与大地相连接可以有效地防止因雷击造成的损坏，并保证了工作人员的人身安全。接地的电阻不能够超过规定值，一般都很小。 （2）布线技术。电磁兼容性设计在PCB（即印制电路板）的好坏上有着举足轻重的地位，系统设计中的固有成分中包含PCB的设计，所以在设计PCB过程中，将电磁兼容性增强，不仅不会给最终产品成本提高，而且还能使系统的稳定性更强。实际PCB设计中，没有一个严格的布线规定,也没有专门的PCB布线规则，对PCB布线的最大限制莫过于电路板的要求，主要是铜板的层数和板子的尺寸大小，相同的布线技术可以在一种电路中应用，但是换另一种电路中应用时，有时却不可行。 布线技术是在PCB设计并完成产品的过程中最重要的步骤之一，可以说前面的大部分准备工作都是为了布线做铺垫，整个PCB设计中，数布线的过程要求最多，主要有很多的限定、细腻的技巧和长时间的工作量。按照板层分，PCB布线分为单面板、双面板以及多层面板。布线的方式分为自动布线、手动布线以及交互式布线。交互式布线可以在自动布线前，先对严格要求的线路进行排布，为了防止反射干扰，应避免相邻两根输出端和输入端的边线平行，必要的情况下，需要使用地线隔离，保证相邻两层的线互相垂直，防止平行线路产生寄生耦合。 本设计中电源部分使用了大量的电容滤波。例如5V转3.3V电路中，其滤波效果如图17和图18所示。图17中显示，是加滤波电容之前，电压输出的电压幅度，最大值是200mV，最小值是-200mV；图18中可看到，加滤波电容后电压输出的幅度，最大值是50mV，最小值是-50mV。由此可知，滤波电容可以有效的降低的干扰对后续电路的影响，使系统更稳定。 电路板的制作 硬件电路板即PCB板的制作，有以下几点要求： （1）器件布局  要确保对系统所需要的电子元器件尺寸、规格等参数正确。 （2）线宽选择  信号线一般设置宽度为20mil，而电源线铜箔宽度则由电流大小决定，这是因为由于系统不间断工作过程中，电路板会发热，所以一般要保证至少通过两倍的电流。 （3）输入输出信号线之间，要加地线，并将信号线间保证一定的安全距离，尽量不要使线出现90°转弯，最好保证145°；信号线要尽量短，防止时间延迟导致的数据传输错误；过孔尽可能的少。 （4）电源走线  通过电容、电感、0欧电阻以及磁珠等将不同的地线连接或直接将数字地和模拟地分隔开来，可以有效的防止电磁干扰现象。如果电源线的走线不合理，对系统的影响会很大。由于电感体积大，杂散参数多，不稳定，电容隔直通交，造成浮地，本系统采用0欧电阻，它相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制，对所有频率的噪声都有衰减作用。

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小浪底水利枢纽是治理开发黄河的关键性工程，属国家“八五”重点项目，工程于1997年截流，2001年底竣工。小浪底位于河南省济源西南30公里的黄河干流上，上距三门峡水库130公里，下距郑州花园口115公里，是黄河干流三门峡以下唯一能够取得较大库容的控制性工程。 黄河小浪底水利工程是承上启下、控制黄河水沙的关键枢纽。黄河小浪底水电厂总装机容量6＊300MW，是河南电网调峰调频和事故备用的主力发电厂。小浪底电厂是国家一流水力发电厂，充分应用了尖端的自动化产品。在现代自动化生产过程中，需要要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，因此优良的传感器是现代化生产的基础。 测量位移的传感器主要有脉冲编码器和磁致位移传感器。 脉冲编码器是一种角位移传感器，能够把机械转角变成电脉冲。在小浪底电厂中，编码器应用于进水口闸门、尾水防淤闸门位移的检测。 小浪底筒阀位移的测量采用了磁致位移传感器。由于筒阀安装环境恶劣、同时要求较高的精度，因此采用磁致位移传感器。磁致位移传感器在工作时，由电子仓内电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输，同时产生一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与磁环或浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致 伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被安装在电子仓内的拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确测出 被测的位移和液位。 磁致位移传感器的输出信号是一个真正的绝对位置输出，而不是比例的或需要再放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，因此不必像其它液位传感器一样需要定期重标和维护。但磁致位移传感器需要一定的硬件和软件支持。 西安中科阿尔法电子科技有限公司AM-80L高精度线性绝对位移传感器具有可靠、多用途以及重量轻的特点，可实现高精度地绝对位移测量。该传感器具有非接触测量的特点，因此可以消除机械磨损，提高了可靠性和耐用性，并最大程度地减少了传感器的停机时间。 该高精度线性绝对位移传感器是一种非接触式传感方式，用于高精度的绝对位置测量。该传感器利用磁阻以及专用集成电路相结合进行线性绝对位移的高精度测量。 AM-80L工作原理如下图，工作状态下传感器磁铁附于移动物体（如电梯、设备与阀门等）之上。磁铁驱动器四周的蓝线表示流出磁铁驱动器和通过磁阻传感器的磁通量，磁阻传感器安装在线性位置传感器上。磁阻传感器的输出通过集成电路对磁铁驱动器的位置进行校准。 AM-80L的优点主要体现在高可靠性、耐用性和易于安装等优势，除此之外，本产品还具有较强的适应性，非接触式设计使客户消除了安装时不必要的连接，从而减少了安装步骤、安装时间，运用组件(磁阻) 传感器，可以准确可靠地确定附着在运动物体上的磁铁的位置，从而可以确定或控制物体的位置。 产品特性： （1）准确：80mm配置精确测量值高达0.05mm 。 （2）适应性: 机载电子设备允许软包装和组件与现有系统的兼容性。 （3）重量轻: 重量比采用LVDT (线性可变差动变压器) 技术的产品轻50%以上。 （4）简化设计: 易于配置的传感器阵列几乎适合任何线性运动路径。 （5）MR传感器和集成电路技术：提供增强的差异化和性能。 （6）IP67和IP69K密封: 允许在许多苛刻的应用中使用。 （7）满足汽车国际标准中电磁兼容辐射和抗扰度要求。 产品应用： 工业 （1）阀体位置: 可用于监测阀门位置，以便根据阀门开启、关闭的位置和开启、关闭的时间来输送所需的液体量。 （2）物料传送: 可用于将纸箱从一个传送带移动到另一个传送带的提升装置上。 （3）切割和纵切: 可以在造纸厂中使用，以在切割前准确控制纵切机的位置。 （4）晶圆处理: 可用于监视元件是否正确放置。 （5）数控机床: 可用于监视工具深度和运动方向。 交通运输 （1）发动机变速器: 可用于卡车的换档位置。 （2）客车水平位置: 可用于客车调平，以简化乘客和行李的出入。 （3）随车起重机支腿位置: 可用于确定在可以开始提升物体之前，支腿已完全部署。 （4）重型设备附件识别: 通过将磁铁放置到传感器上，以感知哪些附件正在部署到重型设备上。对应的传感器的输出会向操作员和控制系统标明连接了哪个附件。 （5）液压缸: 可用于有色金属液压缸的非接触行程位置的确定。 智能家居 （1）智能门窗：远程遥控门窗的关闭 （2）电动晾衣架: 自动调节高度 航空航天 （1）飞机执行器: 可用于控制飞行器中的多个应用上的致动器位置，有助于调节流向发动机和环境系统的气流。

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风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，而其是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。全球的风能约为2.74×109GW，其中可利用的风能为2×107GW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用，以前主要是通过风车来抽水、磨面等，而新世纪，人们感兴趣的是如何利用风来发电，以及如何才能发电量最大化。电流传感器作为主要的检测元件，在其中起到至关重要的作用 。而侧网性能的好坏更是影响着整个风力发电系统的好坏，而作为小小的霍尔电流电压传感器在其中扮演着不可或缺的角色。 网侧变换器的控制目标是：输出直流电压恒定且具有良好的动态响应能力；确保网侧输入电流正弦，功率因数接近1，其中输入电流的控制是整个系统控制的关键所在，因为采用pwm整流器的目的是为了使输入电流波形正弦化；其次，对输入电流的有效控制的实质是对变换器能量流动的有效控制，也就控制了输出电压。   直接电流控制是一种通过对交流电流的直接控制而使其跟踪给定电流信号的控制方法且具有非常优良的动态性能。 霍尔电压传感器检测电压、霍尔电流传感器检测电流，而其中的电压电流双闭环控制，目前应用广泛。特点是：输入电流和输出电压分开控制。电压外环的输出作为电流指令信号，电流内环则控制输入电流，而且也起到了改善控制对象的作用，由于电流内环的存在，只要将电流指令限幅就自然达到过流保护的目的，这就是双闭环控制的优点。综上所述，霍尔电压传感器在风力发电网侧变换器起着非常重要的作用。 西安中科阿尔法电子科技有限公司的AH910是一款高性能霍尔效应电流传感器，可以更为有效地测量交流（AC）或者直流（DC）电流，可广泛应用于工业，消费类及通信类设备。 AH910系列内部集成了一颗高精度、低噪声的线性霍尔电路和一根低阻抗的主电流回路导线，当采样电流流经主电流回路时，其产生的磁场在霍尔电路上感应出相应的电信号，经过信号处理电路输出电压信号，使得产品输出严格地与被测电流值成比例。 线性霍尔电路采用先进的BCDMOS制程生产，其中包含了高灵敏度霍尔传感器、霍尔信号预放大器、高精度霍尔温度补偿单元、振荡器、动态失调消除电路和放大器输出模块。在无磁场的情况下，电流传感器静态输出为2.5V固定电压或50%VCC。在电源电压5V条件下，传感器静态输出可以在0.2～4.8V之间随磁场线性变化，线性度可达0.4%。 AH910内部集成的动态失调消除电路使传感器的灵敏度不受外界压力和IC封装应力的影响。AH910提供SOP8封装，工作温度范围-40～150℃，符合RoHS标准。 产品功能 （1）静态共模输出点:2.5V或者50%VCC （2）测量范围宽：5A/10A/20A/30A/40A/50A （3）隔离电压：2500V （4）高带宽：120kHz； （5）输出响应时间：4μs（典型值）； （6）工作范围内稳定度：1.5%@25℃～150℃；1%@-40℃～25℃； （7）低噪声模拟信号通路； （8）抗干扰能力强； （9）抗机械应力强，磁场参数不受外界压力而偏移； （10）ESD(HBM):5kV； （11）工作温度：-40℃～150℃； （12）通过RoHS认证：（EU）2015/863。 应用领域 （1）逆变器电流检测 （2）电机相位电流检测（电机控制） （3）光伏逆变器 （4）蓄电池负载检测系统 （5）电流互感器 （6）开关电源 （7）过载保护装

发表了主题帖： 线性霍尔传感器在低速电动汽车中的应用

我国的低速电动汽车发展刚刚起步，主要产地在山东，河南，河北。多数为私人购买，用于出租、客运、私家车等，车速在40-60km/h。但由于我国还没有像欧盟和美国一样的低速汽车生产标准，相关政策没有放开，使我国的低速电动汽车发展缓慢。我国的老百姓出行大多使用两轮和三轮的电动车，这种“肉包铁”的代步工具不仅不遮风挡雨，而且使驾驶者暴露在伤害之下，每年发生的交通事故不计其数。但想要保证低速电动车的安全性，线性霍尔传感器起到了重要的作用。 一般电动车采用的是无刷无齿电机，需要有自动改变电流方向的功能，以实现电动机的连续转动，而霍尔元件可以感知转子相对于磁场的位置，把感应磁极的信号输入到控制器中，再由控制器输出电流，这样就完成无刷电机的换相。通过霍尔元件可以使控制器在恰当时间改变电流方向，所以电动车的霍尔线中传输的是控制信号。 西安中科阿尔法电子有限公司AH603是一款小型多功能经济型的线性霍尔传感器。工作原理是当磁场输入时，输出和输入量是成比例变化电压，静态输出电压大小由电源电压设定。该传感器具有低噪声输出，无需外部滤波的特点。可电气元件连接，无需缓冲。同时还包括精密电阻，以提供更好的温度稳定性和准确性。芯片的静态输出电压为电源电压的 50％，灵敏度可达3.25mV/Gs。工作温度范围为-40°C～ 150°C，适用于消费类电子、工业和医疗环境。提供TO92S和SOT23-3L两种封装形式，且符合 RoHS标准。 应用优势： （1）体积小 （2）能耗低5mA 5VDC （3）电压范围为3VDC～12VDC （4）低噪声输出 （5）工作温度范围为-40°C～150°C （6）对南极和北极磁场作出不同反应 （7）ESD 性能可达±4kV 产品应用领域 （1）电流检测 （2）电机控制 （3）位置检测 （4）磁力计 （5）旋转编码器 （6）金属探测器 （7）液位传感器 （8）重量传感器 综上所述，中科阿尔法AH603霍尔电流传感器因其众多特征，通过对大电流进行精确的检测和控制，保证了低速车变频器安全可靠的运行，使变频器在正常输出的同时，能对异常状况及时处理。

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lkh747566933 发表于 2023-6-9 15:18 水泵用的都是无感控制技术啊，不需要霍尔传感器了。

无刷电机控制中无感控制确实有着不需要传感器、3根引脚线等特点，但是也存在启动不流畅，低速或转子静止的时候，反电动势过小，检测不到过零点等问题，这是所有反电动势法共同的缺点，反电动势法是不适合应用在低速运转、感应电动势较小的场景下的。 无刷电机控制中，虽然霍尔传感器存在提高成本、8根引脚线等劣势，但是可以检测转子位置，启动平稳，电机支持0速度启动，并且，随着时代的发展，科技的进步，国产的霍尔传感器也已经可以完美替代进口的霍尔传感器，甚至优于进口产品，并且成本也已因国产的原因大幅度低，在整车的成本上，霍尔传感器的价格占比微乎其微，甚至可以忽略不计。

发表了主题帖： 霍尔传感器在小麦收割机中的应用

  随着社会老龄化和从事粮食生产人员的减少，保证玉米、稻谷和小麦三种谷物产量的重点在于机械化。耕作，种植，中间管理和收获四个生产阶段的机械化程度直接决定了中国的粮食生产力在政府的大力支持和鼓励下，中国粮食生产机械化水平不断提高。 传统收割机单机结构比较复杂，而工作环境多变，因此收割机作业时就有很多的不可控因素。比如因剧烈震动导致结构件断裂，连接件松动;田间石块，树粧等障碍物和收割机碰撞造成的碰撞损坏;因雨水过多，土地松软，导致的陷车。但是收割机最常见，对收获效率影响最大的故障就是堵塞。收割机的堵塞故障发生在很多部位，常见的由轴流滚筒、复脱器、过桥和升运器等。其中影响最严重的发生在轴流滚筒处的堵塞故障，一旦堵塞需要拆卸滚筒侧壁，从一端将堵塞物清理干净。操作空间狭窄，堵塞后作物紧实，很难清理，往往耽误半天到一天的时间。 造成轴流滚筒堵塞的原因有好多种，常见的行驶速度太快、早上和晚上湿度较大，中间轴与发动机和轴流滚筒连接的两组皮带部分或全部打滑，割台放置过低收进泥土等。 随着科技的不断发展，出现了以自动控制系统为核心的先进的收割机，其自动控制系统由转速信号采集装置、控制器、驱动系统和报警显示装置组成。转速信号采集装置将收割机轴流滚筒转速和收割机行驶速度采集出来，发送给控制器。控制器根据内部控制逻辑计算需要输出到控制模块的控制量。控制模块控制电磁铁铁芯的伸缩量，通过柱塞泵上面伺服阀和伺服油缸间接控制泵的排量，马达、变速箱和驱动轮等部件将驱动力最终传递到地面得到需要的行驶速度。 转速信号采集装置由转速测量传感器和控制器的一部分组成。用于采集轴流滚筒转速和边减传动轴的转速，并将脉冲信号转化成转速和行驶速度数据。 控制器由控制器和控制程序组成。用于分析数据、判断收割机工况、控制收割机行驶速度等。驱动系统包括电控可变排量活塞泵，定量活塞马达，齿轮箱，驱动轴，车轮减速器和驱动轮。由控制器控制，控制信号被转换成相应的驱动速度。 显示报警模块由显示器和部分程序组成，将控制器处理完的滚筒转速和行驶速度显示出来，在转速过低时进行声光报警。 其中，对速度的测量方法有很多种，包括光电编码测量方法，霍尔元件测量方法，磁感应测量方法，离心测量方法，测速发电机测量方法，闪速测量方法，漏磁速度测量方法等。 由于收割机的工作环境比较恶劣，粉尘十分严重，因此光电式测量方法不适合本文所研究的收割机。测速发电机测量法需要在转动轴末端装用于测速的发电机，滚筒轴和驱动轴上都没有足够的空间，不能使用。离心式测量法测量精度差而且不能够实时测量，因此不采用。霍尔元件测量法和磁感应测量法都是非接触式、比较适应恶劣环境而且可以实现实时测量的方法。霍尔元件测量法频率范围较大，从直流到微波频段都能够测量，因此选择霍尔元件法作为转速信号采集的方法。  西安中科阿尔法电子科技有限公司的AH5xy系列是基于BCDMOS工艺设计的霍尔开关传感器，广泛应用于各种车规级产品中，包括农用收割机、民用车辆、商用车辆等。芯片包括温度补偿、比较器和输出驱动器。此外，机械应力对芯片的磁性参数影响很小，适用于工业环境和汽车应用，且符合 AEC-Q100 汽车电子行业测试标准。 AH5xy有三种封装形式：TO92S、Small-SOT23、SOT23，且封装符合 RoHS 标准，广泛应用于汽车电子和工业控制行业中。 产品特征 （1）低功耗：2.5mA （2）工作电压：2.7V~30V （3）ESD 高达：±12kV （4）有较强的抗机械应力特性 （5）温度范围：-40℃~150℃ （6）电源引脚具有反向电压保护 典型应用 （1）速度和RPM传感器 （2）转速表传感器 （3）流量传感器 （4）直流电动机 （5）电机和风扇控制 （6）机器人控制 （7）近距离传感器 （8）位置传感器 （9）安全扣带 （10）引擎盖/后备箱门锁 （11）天窗/活顶/后挡板/提升门启动 （12）刹车/离合器踏板 （13）电动助力转向系统（EPS) （14）变速器换挡 （15）刮水器电机

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lkh747566933 发表于 2023-6-6 11:07 现在汽车电子为了节省成本，用的都是无传感器控制方案

首先感谢您对我公司的的关注和回复，同时非常赞同您的观点，目前而言，汽车上很多地方是避免不了使用传感器的，例如汽车尾门撑杆的电机，汽车侧开门控制器，汽车空调电机，汽车水泵，汽车换挡器，汽车直线电机，汽车安全带等等应用，都离不开我们的霍尔开关、电流传感器以及其他产品。 西安中科阿尔法电子科技有限公司成立于2016年，公司总部位于西安高新区，研发中心分别位于英国Surrey和德国Freiburg， 是一家磁性传感器SOC芯片设计、研发、生产和销售的公司。 涵盖器件设计，SOC系统设计，磁路设计，以及模块设计等。目前，公司已拥有10余项国内外专利。  公司拥有自主创新的核心技术，研制开发了各类磁开关系列芯片，磁速度、方向传感器芯片，线性传感器芯片，以及磁编码器芯片等，产品可广泛应用于汽车，工业，医疗以及家电等领域。  公司通过ISO9001质量认证体系和TS16949汽车级认证体系。

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电动牙刷是Philippe-Guy Woog发明的一种牙刷，通过电动机芯的快速旋转或振动，使刷头产生高频振动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝，与此同时，刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有按摩效果。 电动牙刷属于清洁牙齿的工具，它由可充电干电池、微型直流电机、电池盒、牙刷头、金属护板及套筒组成；作为直流电机电源的干电池与直流电机一起安装在电池盒中，电池盒上有控制直流电机电源通断的手动开关；直流电机转轴伸出电池盒外，牙刷头及金属护板套装在直流电机转轴上，牙刷头及金属护板外有一套筒。   在微型直流电机中，无刷直流电机因为没有碳刷，所以摩擦小，损耗低等优势，就显得格外突出。无刷电机通常是数字变频控制，可控性强，从每分钟几转，到每分钟几万转都可以很容易实现，使用寿命在几万小时这个数量级。这种电机被使用在控制要求比较高，转速比较高的高端电动牙刷上。该电动牙刷包括：含有动力驱动系统的手柄部；刷头组件，包括刷头臂和在其远端的刷元件；响应于动力驱动组件的驱动信号用于产生刷头组件的运动的传动系组件；被定位成使得它按照刷头组件的运动而移动的磁体，该磁体产生磁场；安装在磁场内的霍尔效应传感器，其中磁场响应相对于驱动信号的相位具有相移和处理器，其用于确定在刷牙操作期间由刷元件上的负载造成的霍尔传感器输出的相移，并用于根据器具内使相移的值与负载相关的所存储的信息，产生指示所述负荷的信号。   推荐AH471这款全极霍尔，它是一款采用混合信号CMOS技术的全极霍尔效应传感IC器件. 它集成了先进的斩波稳定技术，这使得该器件能提供准确而稳定的磁开关工作点。工作电压可低至2.5V，非常适用于电池供电应用的微功耗技术，优化的睡眠模式极大的延长了其使用寿命。   AH471是一款低功耗高灵敏双极性霍尔开关芯片，采用CMOS工艺设计生产。该芯片器件内部集成了电压调节器、霍尔电压发生器、小信号放大器、斩波稳压器、施密特触发器和CMOS输出驱动器。该芯片温度稳定性好、抗应力强、灵敏度高等特点，工作电压在2.1V～5.5V。提供TO92S直插封装，贴片SOT23-3L封装，且封装都符合RoHS环保标准。     应用领域 固态开关 仪器仪表 笔记本电脑 PDA 消费电子

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生活中，“变频”技术已非常普遍，作为中国家电的标志逐渐占据了大部分的消费市场，“直流变频”更是受到各生产厂商的青睐，已有逐渐替换掉“交流变频”的转变趋势。这种转变实质上就是家电所用的电机由传统的感应电机向无刷直流电机及其控制器的过渡，以达到节能环保、低噪智能、舒适性高的要求。无刷直流电机的发展方向与电力电子、传感器、控制理论等技术的发展方向相同，它是多种技术相结合的产物，它的发展取决于与之相关的每一种技术的革新与进步。 无刷直流电机的工作原理是基于交流电驱动直流电机的原理。在传统的直流电机中，电动机转自上的永磁体会通过电动机电刷与定子上的绕组进行电流通道的切换，从而使电动机转动。然而，在无刷直流电机中，电子速度控制器替代了电动机电刷，从而实现电流通道的切换。     无刷直流电机中的转子采用霍尔传感器，其作用主要有以下两点： 一、确定电子换相电路驱动电路中功率晶体管的导通角，从而确定电枢磁场的磁状态; 二、通过它检测出转子永磁体磁极相对定子电枢绕组所处的位置，以便确定电子换相驱动电路中功率晶体管的导通顺序。 不同的传感器，有不同的特点和不同的应用场合，为了实现这两个目的，可以采用无接触式旋转变压器、磁阻元件传感器和霍尔开关传感器等。 无接触式旋转变压器是目前被广泛采用的转子位置传感器，但是其结构复杂、体积较大和制造成本高的缺点，无法应用在家电行业。 霍尔开关传感器在具有质量轻、尺寸小、制造成本低和便于大规模生产等优点的同时，存在着对环境条件要求严、温度适应范围窄和可靠性差等缺点。因此，霍尔开关传感器被广泛地用于家用电器产品中。 AH401F/AH401N/AH402F/AH402H系列霍尔传感器，为耐高压双极霍尔开关传感器，均采用高压bipolar工艺制程，该芯片内部由电压稳压单元，霍尔电压发生器，差分放大电路，温度补偿电路，集电极开路输出电路组成。输入磁感应 强度，输出为数字电压信号。可耐高电压冲击，具有极强的抗噪能力。工作温度范围为-40℃~150℃，工作电压从3.0V~60V。适用于各种消费类电子、家用电器和工业控制等领域。 该磁传感器包括电压调制电路、霍尔片、信号放大电路和施密特触发器电路。其中，电压调制电路为霍尔片提供参考电压，该霍尔片感应到垂直于传感器表面的磁场产生霍尔电压，放大后发送给施密特触发器。同时，该芯片还集成了反向电源的保护二极管，用于保护芯片免于反向电压的击穿。   该系列IC提供TO92S和SOT23-3L两种封装形式，且所有封装都符合RoHS标准。 产品特征 （1）工作电压从 3.0V~60V （2）过压保护能力 90V （3）ESD 性能达±4 kV （4）集电极开路输出 （5）工作温度范围-40℃~150℃ （6）电源引脚反向电压保护 （7）适用于汽车和极端工业环境 （8）TO92S 和 SOT23-3L封装 典型应用 （1）无刷直流电机换向 （2）速度测量 （3）计数 （4）角位置检测 （5）接近检测 

发表了主题帖： 霍尔元件在榨汁机领域的应用

榨汁机是一种能快速、小巧、家用地挤压果蔬汁的机器。后期设计师对榨汁机的不同款式和原理进行了改进。在中国大陆这个巨大的市场中，榨汁业正处于一个快速增长的时期。我国榨汁机的普及率仍然很低，但已逐渐熟悉消费者，销售增长较快。功能分析：(又称榨汁机)生产纯果汁。榨汁机机器启动后，榨汁机电机带动刀网高速旋转。将果蔬从喂食口推至刀网，刀网尖刺将果蔬切碎。在刀网高速运转产生的榨汁机的离心力下，水果渣从刀网中飞入渣盒，果汁从刀网中流出进入果汁杯。 霍尔传感器在榨汁机中运用原理：检测榨汁机是否处于完全关闭状态。只有当启动按钮完全关闭时，电机才能正常工作，防止果汁飞溅和溢出，因为它是一种便携式榨汁机。它是由电池供电，所以需要一个低功率霍尔传感器，通常带有一个全极霍尔传感器。 霍尔传感器电压范围一般在2.4～6V之间，低压启动，功耗约3微安，满足便携式榨汁机的功耗。由于榨汁机的竞争压力高，对榨汁机的性价比要求高，所以应选用高性能、稳定性好的霍尔传感器应用在榨汁机中，从而提高市场占有率，推荐这款AH472微功耗全极霍尔开关芯片，电压在2.5～5.5V之间，稳定性好的霍尔传感器。 AH472是一款微功耗高灵敏全极性霍尔开关芯片，采用CMOS工艺设计生产。该芯片器件内部集成了电压调节器、霍尔电压发生器、小信号放大器、斩波稳压器、施密特触发器和CMOS输出驱动器。该芯片温度稳定性好、抗应力强、灵敏度高等特点，工作电压在2.5V～5.5V。提供TO92S直插封装，贴片SOT23-3L封装，且封装都符合RoHS环保标准。 应用领域 固态开关 仪器仪表 笔记本电脑 PDA 消费电子

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Jacktang 发表于 2023-5-18 07:23 电路2比电路1多个电容，就是应用于供电线上具有干扰或辐射干扰的电路啦，这个抗干扰的具体参数有没有，什么 ...

您好，非常感谢您的关注和回复的问题，问题最后的”什么情况下“没太明白，能否说的详细一些？

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霍尔开关是根据霍尔效应制作的一种元件，多用于传感器制备，强调借助半导体的敏感性优势进行导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数的评估，其重点参考值为霍尔系数。在电动自行车用电机的发展过程中，各类传感器的运用越发普遍，客观推动了霍尔开关的应用，加以分析具有突出的现实意义。电动自行车用电机的参数一般是稳定的，因用电设备的功能在默认条件下保持不变，电动自行车用电机持续供电时的电压、电阻、电流均相对稳定。     工作原理 霍尔元件的应用，强调优化力矩传感器功能，使传感器借助某一个固定参数，形成作业的约束条件，在自行车尝试常规启动、行进时，该传感器获取目标对象(即电动自行车的电机)的转速信息，通过内置设备将物理变化转化为电信号，现对应信息的精确感知，结合既有参数，对电位差进行分析，以洛仑兹力作为添加参数，了解被测试多项的磁场强度。     AH402H是一款耐高压双极霍尔开关芯片， 采用高压bipolar工艺制程。该芯片内部由电压 稳压单元、霍尔电压发生器、差分放大电路、 温度补偿电路、集电极开路输出电路组成。工 作形式：输入磁感应强度，输出为数字电压信 号。该芯片具有可耐高电压冲击，具有极强的 抗噪能力；适用于各种电子消费类、汽车和工 业控制等领域。提供TO92S直插封装，贴片 SOT23-3L封装，且封装都符合RoHS标准。     典型应用电路见下图中:应用电路 1，其中 RL=4.7kΩ，可应用与大多数电路。应用电路 2，其中 RV=100Ω，CP=4.7nF，RL=4.7kΩ，CL=1nF，应用于供电线上具有干扰或辐射干扰的电路，建议在电路 中串联电阻 RV和两个电容 CP、CL，且将电阻和电容这些元器件尽量放置在接近芯片处。         应用领域 无刷直流电机换向 速度测量 计数 角位置检测 接近检测 适用于汽车和极端工业环境