電動(dòng)車用直流無刷電機(jī)霍耳位置傳感器芯片的使用

　　直流無刷電機(jī)由于節(jié)省原材料，可靠性好，使用壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn)，正在替代直流有刷電機(jī)來用作電動(dòng)自行車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。與有刷電機(jī)不同，直流無刷電機(jī)需要位置傳感器來測量轉(zhuǎn)子的位置。電機(jī)控制器通過接受位置傳感器信號(hào)來讓逆變器換相與轉(zhuǎn)子同步來驅(qū)動(dòng)電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。盡管直流無刷電機(jī)也可以通過定子繞組產(chǎn)生的反感生電動(dòng)勢來檢測轉(zhuǎn)子的位置，而省去位置傳感器，但是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速太小，反感生電動(dòng)勢信號(hào)太小而無法檢測，對(duì)電動(dòng)自行車的使用者帶來極大的不便。

　　電動(dòng)自行車用的直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由30到40塊釹鐵硼磁鋼構(gòu)成。由于釹鐵硼磁鋼的表面磁場強(qiáng)度超過500 mT，電動(dòng)自行車用的直流無刷電機(jī)里的位置傳感器特別適合采用硅霍耳傳感器。硅霍耳傳感器的制造工藝可以與集成電路芯片工藝流程完全兼容，這樣，硅霍耳傳感器后續(xù)的信號(hào)處理電路，包括前置放大器，施密特觸發(fā)器和集電極開路輸出級(jí)可以方便地集成在同一個(gè)硅片上，形成霍耳集成電路芯片。

　　可以用作直流無刷電機(jī)位置傳感器的霍耳傳感器芯片分為開關(guān)型和鎖定型兩種。對(duì)于電動(dòng)自行車電機(jī)，這兩種霍耳傳感器芯片都可以用來精確測量轉(zhuǎn)子磁鋼的位置。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)比較，用這兩種霍耳傳感器芯片制備的直流無刷電機(jī)的性能，包括電機(jī)的輸出功率、效率和轉(zhuǎn)矩等沒有任何差別，并可以兼容相同的電機(jī)控制器。

　　但是，這并不表示，電機(jī)生產(chǎn)廠家可以隨便使用市面上的電機(jī)霍耳傳感器芯片。我們業(yè)內(nèi)人士可能經(jīng)常聽到，電機(jī)生產(chǎn)廠家由于采購和使用霍耳傳感器芯片不當(dāng)，導(dǎo)致廠家引起巨額經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)。下面我們來分析廠家使用電機(jī)霍耳傳感器芯片不正確的幾種情況：

　　直流無刷電機(jī)由于節(jié)省原材料，可靠性好，使用壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn)，正在替代直流有刷電機(jī)來用作電動(dòng)自行車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。與有刷電機(jī)不同，直流無刷電機(jī)需要位置傳感器來測量轉(zhuǎn)子的位置。電機(jī)控制器通過接受位置傳感器信號(hào)來讓逆變器換相與轉(zhuǎn)子同步來驅(qū)動(dòng)電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。盡管直流無刷電機(jī)也可以通過定子繞組產(chǎn)生的反感生電動(dòng)勢來檢測轉(zhuǎn)子的位置，而省去位置傳感器，但是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速太小，反感生電動(dòng)勢信號(hào)太小而無法檢測，對(duì)電動(dòng)自行車的使用者帶來極大的不便。

　　電動(dòng)自行車用的直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由30到40塊釹鐵硼磁鋼構(gòu)成。由于釹鐵硼磁鋼的表面磁場強(qiáng)度超過500 mT，電動(dòng)自行車用的直流無刷電機(jī)里的位置傳感器特別適合采用硅霍耳傳感器。硅霍耳傳感器的制造工藝可以與集成電路芯片工藝流程完全兼容，這樣，硅霍耳傳感器后續(xù)的信號(hào)處理電路，包括前置放大器，施密特觸發(fā)器和集電極開路輸出級(jí)可以方便地集成在同一個(gè)硅片上，形成霍耳集成電路芯片。

　　可以用作直流無刷電機(jī)位置傳感器的霍耳傳感器芯片分為開關(guān)型和鎖定型兩種。對(duì)于電動(dòng)自行車電機(jī)，這兩種霍耳傳感器芯片都可以用來精確測量轉(zhuǎn)子磁鋼的位置。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)比較，用這兩種霍耳傳感器芯片制備的直流無刷電機(jī)的性能，包括電機(jī)的輸出功率、效率和轉(zhuǎn)矩等沒有任何差別，并可以兼容相同的電機(jī)控制器。