一種平鋪結構的線性差分霍爾電壓發(fā)生器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及霍爾傳感器領域，具體的說是一種平鋪結構的線性差分霍爾電壓發(fā)生器。
【背景技術】
[0002]電流傳感器一般采用鐵磁體與線性霍爾元件設計，因溫度變化影響霍爾元件的電壓輸出，電流傳感器需要進行復雜的溫度補償和線性校正。補償措施和線性校正的方法很多，歸納起來大致分為電路補償、軟件補償和多傳感器融合技術補償。這些技術方法雖一定程度改善了傳感器的穩(wěn)定性和測量精度，但實現方法復雜，造價高、精度低，沒有充分利用霍爾元件的自身特性實現自補償校正。
[0003]電路補償技術一般用溫度敏感器件取樣環(huán)境溫度，通過信號處理電路進行溫度補償和線性校正。對于不同類型的半導體器件，溫度特性很難保證一致性，可能造成補償不足或過補償，雖然改善了傳感器的測量精度，但同時也引入了與被測電流無關的干擾信號。
[0004]軟件補償法是通過應用軟件對傳感器進行溫度補償和線性校正，省掉了電路補償，但軟件補償具有針對性，對電流傳感器的一致性要求較高，難以保證統一。傳感器本身不具補償功能，不具通用性。
[0005]多傳感器融合技術補償法更為復雜，通過電流傳感器與溫度傳感器聯合工作，獲取電流和溫度信息，由應用軟件進行數值融合，對測量數據進行實時修正而得到補償;也具有軟件補償的缺點。
[0006]綜上所述，這些補償方法復雜而難以保證測量精度，文獻“線性霍爾元件的互補組合及其差分式應用，自動化儀表2010.04”提出了線性霍爾元件的差分應用技術，利用差分技術有效抑制了溫度漂移和共模干擾，專利CN200920028862.X利用這該技術設計了一種差分式霍爾組件，簡化了電流傳感器的補償措施；發(fā)明人并用這種組件設計了專利CN200920239770.6差分式霍爾電流傳感器，顯著提高了傳感器的性能。分析發(fā)現，這種組件采用的是重疊結構，組件的尺寸是兩個霍爾元件厚度，用于電流傳感器設計時，必然造成鐵磁體的氣隙加大，導致磁阻增大，降低電流傳感器的靈敏度。因此，本實用新型設計一種平鋪結構的線性差分霍爾電壓發(fā)生器，不僅能夠從信號源頭上抑制溫度漂移和共模干擾，還能減小鐵磁體的氣隙，有利于提高電流傳感器的線性度、靈敏度和測量精度，對于簡化補償和校正措施，優(yōu)化設計、降低成本等，均具有重要的應用價值。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型要解決的技術問題是提供一種電路結構簡單、使用方便、系統穩(wěn)定且測量精度高的平鋪結構的線性差分霍爾電壓發(fā)生器。
[0008]為解決上述技術問題，本實用新型的平鋪結構的線性差分霍爾電壓發(fā)生器的結構特點是包括平鋪在基板上且緊臨的第一霍爾半導體片和第二霍爾半導體片，兩個半導體片的規(guī)格和電學性質均相同，第一霍爾半導體片和第二霍爾半導體片反向串接在恒流源供電回路中，第一霍爾半導體片的電壓輸出端連接第一差分放大器，第二霍爾半導體片的電壓輸出端連接第二差分放大器，第一差分放大器的輸出端和第二差分放大器的輸出端連接至第三差分放大器。
[0009]電壓發(fā)生器殼體上設置有與正電源連接的正電源端子、與負電源連接的負電源端子、接地端子和電壓發(fā)生器輸出端子;所述恒流源供電回路由正電源經恒流源后接地形成，三個差分放大器均由正電源和負電源驅動，電壓發(fā)生器輸出端子由第三差分放大器的輸出端引出。
[0010]兩個半導體片均為矩形片，兩矩形片位于同一平面且尺寸和厚度相同，兩矩形片邊沿的間距< 1mm ο
[0011]本實用新型的有益效果是:兩個霍爾半導體片反向串接，其工作電流相同，方向相反，其構成的兩個霍爾電壓發(fā)生器的輸出極性相反，輸出電壓具有差模信號特征，經放大后以電壓求差的方式輸出信號電壓，具有差分特征。由于電壓發(fā)生器的輸出具有差分輸出特征，電壓發(fā)生器自身能夠抑制共模信號和溫度漂移，具有自補償與線性校正的特點，改善了輸出線性度，保證了信號處理系統的穩(wěn)定性和測量精度。同時，兩個半導體片采用在同一平面平鋪的結構，厚度與現有的單片式霍爾感應單元相同，電壓發(fā)生器采用四個引腳的結構，方便改裝，更適于在電流傳感器上使用。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0013]圖1為本實用新型的電路結構不意圖；
[0014]圖2為本實用新型的殼體封裝結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參照附圖，該平鋪結構的線性差分霍爾電壓發(fā)生器包括平鋪在基板上且緊臨的第一霍爾半導體片11和第二霍爾半導體片12，兩個半導體片的規(guī)格和電學性質均相同。第一霍爾半導體片11和第二霍爾半導體片12反向串接在恒流源供電回路中，第一霍爾半導體片11的電壓輸出端連接第一差分放大器14，第二霍爾半導體片12的電壓輸出端連接第二差分放大器15，第一差分放大器14的輸出端和第二差分放大器15的輸出端連接至第三差分放大器16。電壓發(fā)生器殼體上設置有與正電源VCC連接的正電源端子、與負電源VSS連接的負電源端子、接地端子GND和電壓發(fā)生器輸出端子。恒流源供電回路由正電源VCC經恒流源13后接地形成，三個差分放大器均由正電源和負電源驅動，電壓發(fā)生器輸出端子由第三差分放大器的輸出端引出。
[0016]在本實用新型中，兩個半導體片均為矩形片，兩矩形片位于同一平面且尺寸和厚度相同，同時，盡量減小兩矩形片之間的中心間距，取邊沿間距< 1mm。兩個半導體片采用在同一平面平鋪的結構，厚度與現有的單片式霍爾感應單元相同，電壓發(fā)生器采用四個引腳的結構，方便改裝，更適于在電流傳感器上使用。
[0017]兩個霍爾半導體片反向串接，其工作電流相同，方向相反，其構成的兩個霍爾電壓發(fā)生器的輸出極性相反，輸出電壓具有差模信號特征，經放大后以電壓求差的方式輸出信號電壓，具有差分特征。由于電壓發(fā)生器的輸出具有差分輸出特征，電壓發(fā)生器自身能夠抑制共模信號和溫度漂移，具有自補償與線性校正的特點，改善了輸出線性度，保證了信號處理系統的穩(wěn)定性和測量精度。
[0018]圖1的左半部分是本實用新型中霍爾電壓發(fā)生器原理圖。圖中兩個半導體片11、12的電學性質相同，尺寸參數相同；13為恒流源，VCC為正電源;B為作用于11、12的磁感應強度，θ表示方向；設流經11、12的工作電流為I，顯然11、12的電流大小相等，方向相反;11、