用于电子动力转向的环形磁体速度传感

用于电子动力转向的环形磁体速度传感

下载版本

丹·德怀尔，首席系统工程师

正确控制电动助力转向(EPS)系统需要从转向输入轴的速度和方向信息。这种控制通常来自高分辨率的速度信息和相当粗略的位置信息。

双多极环磁铁可与霍尔效应矩阵双输出开关和锁存器一起使用，以提供所需的所有信息。图2显示了磁体的结构，高分辨率的南北两极交替的外圈和低分辨率的南北两极交替的内圈。

为了确定旋转磁铁的方向，使用了一个单霍尔效应传感器IC，两个独立的双极性霍尔元件(a和B)具有双输出(参见图3)。由于两个霍尔元件位于集成电路表面的一个距离，旋转磁铁产生的信号存在相位滞后。

为了获得绝对位置信息，必须从单独的霍尔效应锁存传感器ic的输出中生成状态机。在双元件器件的一对信号中所产生的相同相位延迟，也可以通过适当的封装放置而被分离封装中的器件所产生。如果两个器件封装放置在与磁极周期相对应的相对角度位置，那么两个集成电路的输出将完全相位一致。但如果封装间距为1.25×(T/2)，其中T为磁极周期，则输出为正交。这对这个时期的任何倍数都成立，例如2.25×(T/2)、3.25×(T/2)或4.25×(T/2)。

为了生成提供级联相位延迟的器件输出矩阵，每个器件必须放置在磁极周期的增大的分数倍处。例如，为了获得3个具有级联输出的设备，设备#1可以放置在任何位置，设备#2可以放置设备#1 1.33×(T/2)的位置，设备#3可以放置设备#1 1.67×(T/2)的位置。

然而，取决于包装的大小和磁铁的大小，它可能不可能的地方，设备包装非常接近。如果磁极相当一致，这个限制就不是问题。对于可重复的磁性剖面，乘法系数的小数部分是确定包装位置的唯一相关值。使用前面三个传感器集成电路的例子，可以实现所需的级联输出，器件2的位置为1.33×(T/2)，器件3的位置为2.67×(T/2)。参见图5。

用三对交替的北极和南极的粗磁谱，使用三个独立的霍尔效应锁存提供了六种谨慎的状态组合(a到F)，每磁体旋转重复三次。如果控制器能够跟踪给定包所在的120°区域，则系统的位置分辨率为20°。此矩阵的一个优点是能够检测逻辑上永远不会发生的两个故障条件(LLL和HHH)。见图6和表1。

表1。三个锁存器的状态图
角位置 (°)	装置# 1	设备# 2	设备# 3	区
0 - 20	l	H	H	一个
20 - 40	l	H	H	B
40 - 60	l	H	l	C
60 - 80	H	H	l	D
80 - 100	H	l	l	E
100 - 120	H	l	H	F
120 - 140	l	l	H	一个
140 - 160	l	H	H	B
160 - 180	l	H	l	C
180 - 200	H	H	l	D
200 - 220	H	l	l	E
220 - 240	H	l	H	F
240 - 260	l	l	H	一个
260 - 280	l	H	H	B
280 - 300	l	H	l	C
300 - 320	H	H	l	D
320 - 340	H	l	l	E
340 - 360	H	l	H	F
DNE	l	l	l
DNE	H	H	H

可选择的解决方案

Allegro™还提供了双输出双极开关的补充设备。A3423内部处理两个霍尔元件的输出信号，并提供两个分别代表速度和方向的独立信号。A3423的使用使它不需要外部处理电路，否则将需要建立数字方向值。

建议快板设备

表2。建议快板设备
快板部分数量	温度 范围	包类型	磁带和卷轴 可用	评论
A1212	E、L	LT, UA	是的	敏感的门闩
A1214	E、L	LH, UA	是的	敏感的门闩
A1220	E、L	LH, UA	是的	非常敏感的门闩
A1221	E、L	LH, UA	是的	敏感的门闩
A1230	E、L	K, L	是的	双输出双极开关

典型的应用亚博尊贵会员

• 汽车EPS或EPAS
• 工业机械
• 休闲动力转向