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基于EPS系統的環形磁鐵速度傳感

電子設計 ? 2021-04-29 16:21 ? 次閱讀

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

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圖1典型的EPS系統

正確控制電動助力轉向(EPS)系統需要來自轉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粗略的位置信息。

雙多極環形磁體可與霍爾效應雙輸出開關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的低分辨率內圈的磁體配置。

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圖2雙分辨率環形磁鐵

為了確定旋轉磁體的方向,使用了單個霍爾效應傳感器IC,具有來自兩個單獨的雙極霍爾元件(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,所以旋轉磁體產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器件的環形磁鐵

在適當的磁極間距的情況下,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的方向信息。本示例中使用的設備(雙輸出雙極開關)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,必須從單獨的霍爾效應鎖存傳感器IC的輸出中生成一個狀態機。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的封裝中的器件通過適當的封裝放置而引起。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)。

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

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