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ARM傳(chuan)感(gan)器(qi)，不(bu)僅(jin)可(ke)實(shi)現(xian)高(gao)角(jiao)度(du)精(jing)度(du)，而(er)且(qie)可(ke)將(jiang)一(yi)個(ge)檢(jian)測(ce)元(yuan)件(jian)和(he)電(dian)子(zi)電(dian)路(lu)集(ji)成(cheng)在(zai)同(tong)一(yi)封(feng)裝(zhuang)中(zhong)。這(zhe)可(ke)獲(huo)得(de)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)子(zi)係(xi)統(tong)，並(bing)且(qie)能(neng)夠(gou)在(zai)電(dian)機(ji)總(zong)成(cheng)內(nei)定(ding)位(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)。

 

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)。AMR傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)下(xia)工(gong)作(zuo)

，因(yin)此(ci)外(wai)部(bu)磁(ci)場(chang)對(dui)電(dian)阻(zu)變(bian)化(hua)起(qi)決(jue)定(ding)作(zuo)用(yong)。外(wai)部(bu)磁(ci)場(chang)和(he)電(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)平(ping)行(xing)時(shi)電(dian)阻(zu)最(zui)大(da)，施(shi)加(jia)磁(ci)場(chang)與(yu)載(zai)流(liu)透(tou)磁(ci)合(he)金(jin)的(de)平(ping)麵(mian)垂(chui)直(zhi)時(shi)電(dian)阻(zu)最(zui)小(xiao)。 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)suoshidezhoucexitong。zhoucepeizhikeyongyudaijiancezhouwufazaiduantouanzhuangcitideyingyong。zaicipeizhizhong，youcijihuantigongjili，chuanganqihecijihuankeanzhuangzaizhoushangderenyiweizhi。dianxingyingyongbaokuodiandongzhulizhuanxiangbenghuoyouyukongjianxianzhibunengshiyongzhouduandeBLDC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°C時(shi)進(jin)行(xing)單(dan)點(dian)校(xiao)正(zheng)的(de)情(qing)況(kuang)
，而(er)雙(shuang)點(dian)溫(wen)度(du)校(xiao)準(zhun)則(ze)可(ke)提(ti)高(gao)性(xing)能(neng)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，可(ke)對(dui)失(shi)調(tiao)和(he)片(pian)內(nei)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)插(cha)值(zhi)計(ji)算(suan)
，並(bing)且(qie)可(ke)補(bu)償(chang)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)失(shi)調(tiao)。

 

自由運行應用中的BLDCxitongkechongfenliyonglianxudeshitiaoxiaozhengjishu
，fangfashijisuanzhidingshijianneichuanganqishuchudejunzhi。weikongzhiqizhongdedongtaishitiaobuchangkezaizhenggewendufanweihegongzuoshoumingneishixianfeichanggaodejingdu。

 

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。




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