一種替代方案是使用基於異性磁阻(AMR)技術的角度傳感器，這些傳感器既便宜又精確。借助ARMchuanganqi，bujinkeshixiangaojiaodujingdu，erqiekejiangyigejianceyuanjianhedianzidianlujichengzaitongyifengzhuangzhong。zhekehuodefeichangxiaodechuanganqizixitong，bingqienenggouzaidianjizongchengneidingweichuanganqi。

 

ADI已與MR技術的領導者——Sensitec GMBH——開展合作，共同提供ADA4571
，該產品將高精度AMR傳感器和高性能儀表放大器集成在單個封裝中。

 

 

ADA4571在−40°C至+150°C的寬工作溫度範圍下進行的生產測試得到的最大角度誤差為0.5°，而且具有內置診斷功能、大輸出電平、EMC保護以及低失調偏移
，因此是非常理想的傳感器

，它能夠實現高性能BLDC電機控製
，而且速度超過25000 RPM。

 

 

基於AMR理念的傳感器的材料電阻率取決於相對於電流方向的磁化方向。該傳感器通常沉積為薄膜透磁合金(磁性鐵鎳合金)。AMRchuanganqizaibaohezhuangtaixiagongzuo，yinciwaibucichangduidianzubianhuaqijuedingzuoyong。waibucichanghedianliufangxiangpingxingshidianzuzuida，shijiacichangyuzailiutoucihejindepingmianchuizhishidianzuzuixiao。 AMR傳感器如何工作的簡化圖如圖1所示。

 

圖1. AMR工作原理

 

兩個獨立的惠斯登電橋配置以彼此呈45°的方式排列時，可實現角度傳感器
，其正弦和餘弦輸出取決於外部磁場方向。此配置可提供具有180°絕對測量範圍的傳感器。

 

圖2. 360°機械旋轉時的ADA4571誤差(灰色)和輸出波形(橙色/藍色)

 

圖2顯示了旋轉磁場施加在360°機械旋轉情形時ADA4571的典型高輸出電平和角度誤差。在微控製器中進行失調校正和反正切計算之後
，典型誤差小於0.1°。

 

 

對於大部分BLDC控製係統，根據可用空間和電機軸安裝的便利性
，配置和安裝傳感器有許多選擇方式。圖3顯示了ADA4571的兩個配置示例。

 

圖3. BLDC係統與ADA4571 (a)軸端係統(b)軸側係統

 

典型的軸端配置包括一個安裝在旋轉軸上的直徑磁化盤式磁體，該磁體安裝在電機總成內部
，如圖3(a)所示。該磁體可提供一個穿過傳感器平麵的磁場。

 

在此配置中，無需使機械和電氣組件接觸即可直接讀取轉子角度。由於AMR技術不依賴磁場強度，因此能夠耐受氣隙變化。不依賴磁場強度還可增大機械容差並使磁體材料的選擇簡單化。

 

緊湊的軸端配置意味著傳感器可直接安裝在非常靠近電子控製裝置(微控製器、MOSFET)的印刷電路板(PCB)上，從而能夠最大限度減少信號路由並減小與惡劣電機環境的距離。

 

另一種可能的配置是圖3(b)所(suo)示(shi)的(de)軸(zhou)側(ce)係(xi)統(tong)。軸(zhou)側(ce)配(pei)置(zhi)可(ke)用(yong)於(yu)待(dai)檢(jian)測(ce)軸(zhou)無(wu)法(fa)在(zai)端(duan)頭(tou)安(an)裝(zhuang)磁(ci)體(ti)的(de)應(ying)用(yong)。在(zai)此(ci)配(pei)置(zhi)中(zhong)

，由(you)磁(ci)極(ji)環(huan)提(ti)供(gong)激(ji)勵(li)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)磁(ci)極(ji)環(huan)可(ke)安(an)裝(zhuang)在(zai)軸(zhou)上(shang)的(de)任(ren)意(yi)位(wei)置(zhi)。典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)包(bao)括(kuo)電(dian)動(dong)助(zhu)力(li)轉(zhuan)向(xiang)泵(beng)或(huo)由(you)於(yu)空(kong)間(jian)限(xian)製(zhi)不(bu)能(neng)使(shi)用(yong)軸(zhou)端(duan)的(de)BLDC電機。

 

由於ADA4571能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)低(di)延(yan)遲(chi)和(he)精(jing)確(que)的(de)位(wei)置(zhi)反(fan)饋(kui)信(xin)息(xi)，因(yin)此(ci)可(ke)對(dui)電(dian)機(ji)各(ge)相(xiang)的(de)電(dian)流(liu)進(jin)行(xing)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)，從(cong)而(er)使(shi)電(dian)機(ji)對(dui)動(dong)態(tai)負(fu)載(zai)做(zuo)出(chu)順(shun)暢(chang)響(xiang)應(ying)
，或(huo)在(zai)變(bian)化(hua)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)維(wei)持(chi)恒(heng)速(su)。最(zui)終(zhong)結(jie)果(guo)就(jiu)是(shi)更(geng)好(hao)的(de)控(kong)製(zhi)、最大的扭矩
、更高的啟動/停止效率

，以及更佳的運行狀況。

 

 

要獲得更高的精度
，可在用戶的生產線末端執行各類校準程序。可執行一次性失調校準，以消除正弦和餘弦信號的初始失調。圖4顯示了在室溫下執行一次性失調校準後的典型性能。

 

圖4. 單點和雙點校正時典型角度誤差與溫度的關係

 

由於傳感器的失調漂移，角度精度可能隨溫度升高而下降，如在150°Cshijinxingdandianxiaozhengdeqingkuang
，ershuangdianwenduxiaozhunzeketigaoxingneng。zaizhezhongqingkuangxia，keduishitiaohepianneiwenduchuanganqidexinxijinxingchazhijisuan
，bingqiekebuchangsuiwendubianhuadeshitiao。

 

自由運行應用中的BLDC係(xi)統(tong)可(ke)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)連(lian)續(xu)的(de)失(shi)調(tiao)校(xiao)正(zheng)技(ji)術(shu)，方(fang)法(fa)是(shi)計(ji)算(suan)指(zhi)定(ding)時(shi)間(jian)內(nei)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)均(jun)值(zhi)。微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)中(zhong)的(de)動(dong)態(tai)失(shi)調(tiao)補(bu)償(chang)可(ke)在(zai)整(zheng)個(ge)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)和(he)工(gong)作(zuo)壽(shou)命(ming)內(nei)實(shi)現(xian)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)精(jing)度(du)。

 

與其他傳感器技術(霍爾/GMR/TMR)不同，ADA4571無需執行額外的校準步驟
，例如幅度校正或正交性校正。經過生產測試驗證的幅度失配確保小於1%，而先進的傳感器設計還可確保正交性。傳感器還可忽略遲滯，從而獲得高可靠性且精確的位置信息。

 

對於無需高精度、低性能且對成本敏感的應用，ADA4571可在不進行線路終端失調校正的情況下使用。這種情況下
，ADA4571可確保具有小於5°的角度誤差。這對於一些未校準的應用非常有用，因為主機控製器知道軸的位置，因此可優化啟動狀況。

 

 

磁性位置傳感器可為工業和汽車BLDC電機控製係統設計人員提供小型、穩定且易於組裝的位置檢測解決方案。ADI的新款ADA4571提供高速、高精度
、經生產測試保證的全角度精度
、集成式診斷功能以及低功耗工作模式，明顯優於前幾代磁性位置傳感器。




推薦閱讀：