电机霍尔信号检测电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911256978.3 (22)申请日 2019.12.10 (71)申请人 深圳市嘉昱机电有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区新安街 道兴东社区71区七星级物业有限公司 101 (72)发明人 肖国庆陈志金 (74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通合伙) 11463 代理人 田云 (51)Int.Cl. H02K 11/215(2016.01) G01R 19/00(2006.01) (54)发明名称 电机霍尔信号检测电路 (57)摘要 本。

2、发明的实施例提供了一种电机霍尔信号 检测电路， 涉及电机技术领域。 电机霍尔信号检 测电路包括三个单相检测单元， 单相检测单元包 括第一电阻和放大器， 放大器与电机的第一相的 信号采集单元和第二相的信号采集单元电连接， 放大器还与电机的处理器电连接。 当电机为非线 性霍尔电机时， 放大器获取电机的第一相电压信 号并放大处理， 处理器根据放大后的电压信号进 行换相检测； 当电机为线性霍尔电机时， 放大器 获取电机的第一相电压信号和第二相电压信号 并放大处理， 处理器根据放大后的电压信号确定 电机的转子位置。 本发明提供的电机霍尔信号检 测电路能够兼容检测线性霍尔电机和非线性霍 尔电机的电压信号，。

3、 节约成本。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 110855090 A 2020.02.28 CN 110855090 A 1.一种电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 包括三个单相检测单元， 所述单相检测单 元包括第一电阻和放大器， 所述放大器的第一输入端与电机的第一相的信号采集单元电连 接， 所述放大器的第二输入端与所述第一相的信号采集单元电连接， 所述放大器的第二输 入端还通过所述第一电阻与所述电机的第二相的信号采集单元电连接， 所述放大器的输出 端与所述电机的处理器电连接； 所述信号采集单元用于采集所述电机的任一相电压信号； 当所述电机为非线性霍尔电机时， 所述放大器的第一输。

4、入端和第二输入端获取所述电 机的第一相电压信号， 并对所述第一相电压信号进行放大处理， 将放大后的电压信号发送 至所述处理器， 以便所述处理器根据所述放大后的电压信号进行换相检测； 当所述电机为线性霍尔电机时， 所述放大器的第一输入端和第二输入端获取所述电机 的第一相电压信号和第二相电压信号， 并对所述第一相电压信号和所述第二相电压信号进 行放大处理， 将放大后的电压信号发送至所述处理器， 以便所述处理器根据所述放大后的 电压信号确定所述电机的转子位置。 2.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 所述单相检测单元还包括 第二电阻和第三电阻， 所述放大器的第二输入端通过所述第二。

5、电阻与所述第一电阻电连 接， 所述第一相的信号采集单元电连接于所述第一电阻和所述第二电阻之间， 所述第三电 阻的一端电连接于所述第二电阻与所述第二输入端之间， 所述第三电阻的另一端电连接于 所述放大器的输出端与所述处理器之间。 3.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 所述单相检测单元还包括 第四电阻， 所述放大器的第一输出端通过所述第四电阻与所述第一相的信号采集单元电连 接。 4.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 所述信号采集单元包括霍 尔传感器。 5.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 当所述电机为线性霍尔电 机时， 所述第一相的。

6、信号采集单元无电压信号传输至所述放大器的第二输入端。 6.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 当所述电机为非线性霍尔 电机时， 所述第二相的信号采集单元无电压信号传输至所述放大器的第二输入端。 7.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 当所述电机为非线性霍尔 电机时， 所述第一相电压信号为差分信号。 8.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 当所述电机为线性霍尔电 机时， 所述第一相电压信号和所述第二相电压信号为模拟信号。 9.如权利要求1所述的电机霍尔信号检测电路， 其特征在于， 当所述第一相电压信号为 所述电机的U相霍尔信号时， 所述。

7、第二相电压信号为所述电机的V相霍尔信号； 当所述第一 相电压信号为所述电机的V相霍尔信号时， 所述第二相电压信号为所述电机的W相霍尔信 号； 当所述第一相电压信号为所述电机的W相霍尔信号时， 所述第二相电压信号为所述电机 的U相霍尔信号。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110855090 A 2 电机霍尔信号检测电路 技术领域 0001 本发明涉及电机技术领域， 具体而言， 涉及一种电机霍尔信号检测电路。 背景技术 0002 目前的电机一般分为线性霍尔电机和非线性霍尔电机， 由于线性霍尔电机和非线 性霍尔电机产生的电信号并不相同， 故线性霍尔电机和非线性霍尔电机采用不同的检测电 路进行电信。

8、号的检测， 检测成本高、 兼容性差。 发明内容 0003 本发明的目的包括， 例如， 提供了一种电机霍尔信号检测电路， 其能够兼容检测线 性霍尔电机和非线性霍尔电机的电压信号， 节约成本。 0004 本发明的实施例可以这样实现： 0005 第一方面， 实施例提供一种电机霍尔信号检测电路， 包括三个单相检测单元， 所述 单相检测单元包括第一电阻和放大器， 所述放大器的第一输入端与电机的第一相的信号采 集单元电连接， 所述放大器的第二输入端与所述第一相的信号采集单元电连接， 所述放大 器的第二输入端还通过所述第一电阻与所述电机的第二相的信号采集单元电连接， 所述放 大器的输出端与所述电机的处理器电。

9、连接； 0006 所述信号采集单元用于采集所述电机的任一相电压信号； 0007 当所述电机为非线性霍尔电机时， 所述放大器的第一输入端和第二输入端获取所 述电机的第一相电压信号， 并对所述第一相电压信号进行放大处理， 将放大后的电压信号 发送至所述处理器， 以便所述处理器根据所述放大后的电压信号进行换相检测； 0008 当所述电机为线性霍尔电机时， 所述放大器的第一输入端和第二输入端获取所述 电机的第一相电压信号和第二相电压信号， 并对所述第一相电压信号和所述第二相电压信 号进行放大处理， 将放大后的电压信号发送至所述处理器， 以便所述处理器根据所述放大 后的电压信号确定所述电机的转子位置。 。

10、0009 在可选的实施方式中， 所述单相检测单元还包括第二电阻和第三电阻， 所述放大 器的第二输入端通过所述第二电阻与所述第一电阻电连接， 所述第一相的信号采集单元电 连接于所述第一电阻和所述第二电阻之间， 所述第三电阻的一端电连接于所述第二电阻与 所述第二输入端之间， 所述第三电阻的另一端电连接于所述放大器的输出端与所述处理器 之间。 0010 在可选的实施方式中， 所述单相检测单元还包括第四电阻， 所述放大器的第一输 出端通过所述第四电阻与所述第一相的信号采集单元电连接。 0011 在可选的实施方式中， 所述信号采集单元包括霍尔传感器。 0012 在可选的实施方式中， 当所述电机为线性霍尔。

11、电机时， 所述第一相的信号采集单 元无电压信号传输至所述放大器的第二输入端。 0013 在可选的实施方式中， 当所述电机为非线性霍尔电机时， 所述第二相的信号采集 说明书 1/5 页 3 CN 110855090 A 3 单元无电压信号传输至所述放大器的第二输入端。 0014 在可选的实施方式中， 当所述电机为非线性霍尔电机时， 所述第一相电压信号为 差分信号。 0015 在可选的实施方式中， 当所述电机为线性霍尔电机时， 所述第一相电压信号和所 述第二相电压信号为模拟信号。 0016 在可选的实施方式中， 当所述第一相电压信号为所述电机的U相霍尔信号时， 所述 第二相电压信号为所述电机的V相。

12、霍尔信号； 当所述第一相电压信号为所述电机的V相霍尔 信号时， 所述第二相电压信号为所述电机的W相霍尔信号； 当所述第一相电压信号为所述电 机的W相霍尔信号时， 所述第二相电压信号为所述电机的U相霍尔信号。 0017 本发明实施例的有益效果包括， 电机霍尔信号检测电路包括三个单相检测单元， 单相检测单元包括第一电阻和放大器， 放大器的第一输入端与电机的第一相的信号采集单 元电连接， 放大器的第二输入端与第一相的信号采集单元电连接， 放大器的第二输入端还 通过第一电阻与电机的第二相的信号采集单元电连接， 放大器的输出端与电机的处理器电 连接。 当电机为非线性霍尔电机时， 放大器的第一输入端和第二。

13、输入端获取电机的第一相 电压信号， 并对第一相电压信号进行放大处理， 以便处理器根据放大后的电压信号进行换 相检测； 当电机为线性霍尔电机时， 放大器的第一输入端和第二输入端获取电机的第一相 电压信号和第二相电压信号， 并对第一相电压信号和第二相电压信号进行放大处理， 以便 处理器根据放大后的电压信号确定电机的转子位置。 可见， 该电机霍尔信号检测电路能够 同时使用在线性霍尔电机和非线性霍尔电机上， 可以节约成本， 利于标准化管理。 附图说明 0018 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍， 应当理解， 以下附图仅示出了本发明的某些实施例， 。

14、因此不应被看作是对 范围的限定， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。 0019 图1为本发明实施例提供的一种电机霍尔信号检测电路的应用环境示意图； 0020 图2为本发明实施例提供的一种电机霍尔信号检测电路的电路示意图； 0021 图3为本发明实施例提供的一种电机霍尔信号检测电路的波形示意图； 0022 图4为本发明实施例提供的另一种电机霍尔信号检测电路的波形示意图； 0023 图5为本发明实施例提供的另一种电机霍尔信号检测电路的电路示意图。 0024 图标： 110-电机霍尔信号检测电路； 111-单相检测单元； 120-信号。

15、采集单元； 130- 处理器； R1-第一电阻； R2-第二电阻； R3-第三电阻； R4-第四电阻； U1-放大器。 具体实施方式 0025 为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发明实施例 中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是 本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 通常在此处附图中描述和示出的本发明实施 例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 0026 因此， 以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护 说明书 2/5 页 4 CN 110855090 A 4 的本发明的范围， 而。

16、是仅仅表示本发明的选定实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范 围。 0027 应注意到： 相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项， 因此， 一旦某一项在一 个附图中被定义， 则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 0028 在本发明的描述中， 需要说明的是， 若出现术语 “上” 、“下” 、“内” 、“外” 等指示的方 位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 或者是该发明产品使用时惯常摆放的方 位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元 件必须具有特。

17、定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 0029 此外， 若出现术语 “第一” 、“第二” 等仅用于区分描述， 而不能理解为指示或暗示相 对重要性。 0030 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本发明的实施例中的特征可以相互结合。 0031 请参考图1， 为本实施例提供的电机霍尔信号检测电路110的一种可实施的应用环 境示意图， 该电机霍尔信号检测电路110与信号采集单元120和处理器130均电连接。 0032 在本实施例中， 信号采集单元120用于采集电机的任一相电压信号。 可以理解， 信 号采集单元120设置有三个， 三个信号采集单元120一一对应采集电机的。

18、三相电压信号。 0033 在本实施例中， 电机霍尔信号检测电路110用于在电机为非线性霍尔电机时， 通过 信号采集单元120获取非线性霍尔电机的电压信号， 并对非线性霍尔电机的电压信号进行 处理， 将处理后的电压信号发送至处理器130， 以便处理器130根据处理后的电压信号进行 换相检测。 电机霍尔信号检测电路110还用于在电机为线性霍尔电机时， 通过信号采集单元 120获取线性霍尔电机的电压信号， 并对线性霍尔电机的电压信号进行处理， 将处理后的电 压信号发送至处理器130， 以便处理器130根据处理后的电压信号确定线性霍尔电机的转子 位置。 0034 请参照图2， 为本实施例提供的电机霍尔。

19、信号检测电路110的一种可实施的电路示 意图， 电机霍尔信号检测电路110包括三个单相检测单元111， 单相检测单元111包括第一电 阻R1和放大器U1， 放大器U1的第一输入端与电机的第一相的信号采集单元120电连接， 放大 器U1的第二输入端与第一相的信号采集单元120电连接， 放大器U1的第二输入端还通过第 一电阻R1与所述电机的第二相的信号采集单元120电连接， 放大器U1的输出端与电机的处 理器130电连接。 0035 在本实施例中， 当电机为非线性霍尔电机时， 放大器U1的第一输入端和第二输入 端获取电机的第一相电压信号， 并对第一相电压信号进行放大处理， 将放大后的电压信号 发送。

20、至处理器130， 以便处理器130根据放大后的电压信号进行换相检测； 当电机为线性霍 尔电机时， 放大器U1的第一输入端和第二输入端获取电机的第一相电压信号和第二相电压 信号， 并对第一相电压信号和第二相电压信号进行放大处理， 将放大后的电压信号发送至 处理器130， 以便处理器130根据放大后的电压信号确定电机的转子位置。 0036 可以理解， 当电机为非线性霍尔电机时， 第二相的信号采集单元120无电压信号传 输至放大器U1的第二输入端。 由于非线性霍尔电机产生的电压信号为差分信号， 故第一相 电压信号、 第二相电压信号均为差分信号。 且放大器U1的第一输入端与第一相的信号采集 单元120。

21、的正极电连接， 放大器U1的第二输入端与第一相的信号采集单元120的负极电连 说明书 3/5 页 5 CN 110855090 A 5 接， 放大器U1的第二输入端通过第一电阻R1与第二相的信号采集单元120的正极电连接。 因 为第一相的信号采集单元120的负极直接与放大器U1的第二输入端电连接， 而第二相的信 号采集单元120的正极通过第一电阻R1与放大器U1的第二输入端电连接， 所以第二相的信 号采集单元120向放大器U1的第二输入端传输第二相电压信号的阻力大于第一相的信号采 集单元120向放大器U1的第二输入端传输第一相电压信号的阻力， 第二相的信号采集单元 120采集的第二相电压信号无。

22、法传输至放大器U1的第二输入端。 故在电机为非线性霍尔电 机时， 放大器U1只能获取电机的第一相电压信号。 0037 如图3所示， 为电机霍尔信号检测电路110的波形示意图， 当电机为非线性霍尔电 机时， 放大器U1的第一输入端获取的第一相电压信号的波形为图3中波形HALLU+所示， 放大 器U1的第二输入端获取的第二相电压信号的波形为图3中波形HALLU-所示， 放大器U1输出 端输出的放大后的电压信号的波形为图3中波形HALLU所示。 0038 当电机为线性霍尔电机时， 第一相的信号采集单元120无电压信号传输至放大器 U1的第二输入端。 由于线性霍尔电机产生的电压信号为模拟信号， 故第一。

23、相电压信号、 第二 相电压信号均为模拟信号。 且放大器U1的第一输入端与第一相的信号采集单元120的正极 电连接， 放大器U1的第二输入端通过第一电阻R1与第二相的信号采集单元120的正极电连 接， 第一相的信号采集单元120的负极与放大器U1的第二输入端断开连接。 故在电机为线性 霍尔电机时， 放大器U1的第一输入端获取第一相电压信号， 放大器U1的第二输入端获取第 二相电压信号。 0039 如图4所示， 为电机霍尔信号检测电路110的波形示意图， 当电机为线性霍尔电机 时， 放大器U1的第一输入端获取的第一相电压信号的波形为图4中波形HALLU+所示， 放大器 U1的第二输入端获取的第二相。

24、电压信号的波形为图4中波形HALLV+所示， 放大器U1输出端 输出的放大后的电压信号的波形为图4中波形HALLU所示。 0040 为了调节放大器U1的放大系数， 进一步地， 如图5所示， 单相检测单元111还包括第 二电阻R2和第三电阻R3， 放大器U1的第二输入端通过第二电阻R2与第一电阻R1电连接， 第 一相的信号采集单元120电连接于第一电阻R1和第二电阻R2之间， 第三电阻R3的一端电连 接于第二电阻R2与第二输入端之间， 第三电阻R3的另一端电连接于放大器U1的输出端与处 理器130之间。 0041 进一步地， 在本实施例中， 单相检测单元111还包括第四电阻R4， 放大器U1的第。

25、一 输出端通过第四电阻R4与第一相的信号采集单元120电连接。 可以理解， 为了便于调节放大 器U1的放大系数， 第四电阻R4可以为多个串联的电阻。 0042 在本实施例中， 由于电机能够产生U相霍尔信号、 V相霍尔信号和W相霍尔信号， 所 以三个信号采集单元120一一对应采集电机的U相霍尔信号、 V相霍尔信号和W相霍尔信号。 三个信号采集单元120再将采集到的U相霍尔信号、 V相霍尔信号和W相霍尔信号发送至与其 对应电连接的单相检测单元111， 以便处理器130根据处理后的U相霍尔信号、 V相霍尔信号 和W相霍尔信号确定电机的转子位置或是否进行换相。 0043 可以理解， 当第一相的信号采集。

26、单元120采集电机的U相霍尔信号时， 那么第二相 的信号采集单元120可以对应采集电机的V相霍尔信号， 即当第一相电压信号为电机的U相 霍尔信号时， 第二相电压信号可以为电机的V相霍尔信号； 当第一相的信号采集单元120采 集电机的V相霍尔信号时， 那么第二相的信号采集单元120可以对应采集电机的W相霍尔信 说明书 4/5 页 6 CN 110855090 A 6 号， 即当第一相电压信号为电机的V相霍尔信号时， 第二相电压信号可以为电机的W相霍尔 信号； 当第一相的信号采集单元120采集电机的W相霍尔信号时， 那么第二相的信号采集单 元120对应采集电机的U相霍尔信号， 即当第一相电压信号为。

27、电机的W相霍尔信号时， 第二相 电压信号可以为电机的U相霍尔信号。 当然， 工作人员可以根据实际情况进行不同相的组 合， 在此并不作限定。 0044 在本实施例中， 信号采集单元120包括霍尔传感器， 当电机为线性霍尔电机时， 霍 尔传感器为线性霍尔传感器， 当电机为非线性霍尔电机时， 霍尔传感器为非线性霍尔传感 器。 放大器U1可以采用运算放大器U1。 处理器130可以采用CPU(central processing unit， 中央处理器130)或MCU(Microcontroller Unit， 微控制单元)等。 0045 综上所述， 本发明实施例提供了一种电机霍尔信号检测电路， 该电机。

28、霍尔信号检 测电路包括三个单相检测单元， 单相检测单元包括第一电阻和放大器， 放大器的第一输入 端与电机的第一相的信号采集单元电连接， 放大器的第二输入端与第一相的信号采集单元 电连接， 放大器的第二输入端还通过第一电阻与电机的第二相的信号采集单元电连接， 放 大器的输出端与电机的处理器电连接。 当电机为非线性霍尔电机时， 放大器的第一输入端 和第二输入端获取电机的第一相电压信号， 并对第一相电压信号进行放大处理， 以便处理 器根据放大后的电压信号进行换相检测； 当电机为线性霍尔电机时， 放大器的第一输入端 和第二输入端获取电机的第一相电压信号和第二相电压信号， 并对第一相电压信号和第二 相电。

29、压信号进行放大处理， 以便处理器根据放大后的电压信号确定电机的转子位置。 可见， 该电机霍尔信号检测电路能够同时使用在线性霍尔电机和非线性霍尔电机上， 可以节约成 本， 利于标准化管理。 0046 以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应 涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为 准。 说明书 5/5 页 7 CN 110855090 A 7 图1 图2 图3 图4 说明书附图 1/2 页 8 CN 110855090 A 8 图5 说明书附图 2/2 页 9 CN 110855090 A 9 。