【应用】功耗低至1.6mA的锁存型霍尔开关CH441PNDR用在微型无刷直流电机中，内置上拉电阻使占PCB面积较小

时间： 2022-04-21 来源：世强

代理服务

技术支持

采购服务

目前市面上的微小型舵机大多使用有刷电机，但是有刷电机存在使用寿命短的缺陷。有感无刷电机可以很好的解决这一问题，但是微小型的有感无刷电机市面上很难采购到，即使能采购到也需要定制，存在交货周期长，成本高等问题。而本文介绍了一种采用CH441PNDR芯片设计的直流无刷电机霍尔感应电路板的方案，很好地解决了上述问题。

舵机一般包含控制电路板、电机、位置反馈电位器、齿轮组等主要组成部分，其中电机又是其中最核心的部件之一，电机性能的好坏直接决定了舵机的速度、拉力、使用寿命等技术指标。3个霍尔传感器检测4对极转子的位置，控制芯片根据霍尔芯片的反馈信号，确定电机线圈的通电方式，从而使电机旋转起来。可见，锁存型霍尔开关在直流无刷电机中的作用是很大的，而且是关键部件。选择霍尔的好坏，对直流无刷电机的品质有着直接的影响。舵机和无刷电机的原理框图如下：

芯片选型

本方案设计的电机直径为12mm，高度为15mm，工作时使用锂电池供电。根据电机的体积和供电方式，选型时主要考虑以下几个方面。

1、小封装。参考上述电机体积，锁存型霍尔开关芯片常用的SOT-23不能满足设计需求，这就使得选型变的十分麻烦，可选范围也大大减小。

2、低功耗。因为舵机均为电池供电，功耗也是一个重要参考因素。

3、低成本。价格一直是一个重要的考虑因素，特别是在全球缺芯的情况下。

根据上述选型需求，对备选产品做了如下对比。首先因为常规的SOT-23封装不能使用，市面上许多常用的锁存型霍尔芯片即被排除在外，如世强代理的迈来芯等厂家的产品。另外考虑TI等美国芯片厂商的霍尔芯片，但其高昂的价格也使得其无法使用，单片价格几十到一百元左右，交期也不稳定。

经过以上比选，发现CH441PNDR和EM-0711两款芯片可以满足设计需求。

从上表可以看出，CH441PNDR的功耗和工作温度范围等参数都比其更好，价格也更低。因此，在设计中最终选择了CH441PNDR（DFN-3L封装）芯片。

电路设计

无刷直流电机霍尔感应电路只需要3个CH441PNDR芯片和3个100nF电容，其中电容用于降低进入芯片的外部干扰，无刷电机的接口有8个引脚，三个驱动引脚（A，B，C）连接MOS管，引脚VCC和GND用于给CH441PNDR芯片供电，三个信号输出引脚（SA，SB，SC）将感应信号传输到控制电路，原理图如下:

PCB设计中主要考虑尺寸要求，因电机直径只有12mm，为配合安装结构，圆形PCB板的直径为11mm，焊接器件高度要求不大于1mm，除去中心定位孔和接口焊盘，实际留给芯片的空间很小，而CH441PNDR芯片的DFN-3L小封装可以满足上述全部要求。3个芯片围绕PCB中心，间隔120°角放置，芯片位置选择还需考虑电机结构件安装位置，这里不详述结构部分的设计。PCB板安装在电机的底部，打胶固定，只留出电机接口。PCB图如下：

性能测试

因CH441PNDR是一款年初新推出的芯片，目前完成了小批量测试，电机空载电流小于50mA，堵转电流1.8A，低速高速均运行顺畅平稳，换向正常，不同温度下均运行稳定，符合设计要求，预计年中可实现量产。下图为测试图片，图中电机被安装在某款小型舵机中。

设计总结

使用CH441PNDR锁存型霍尔开关相较于其他厂家的同类产品，具有如下优势：

1. 封装小。内置上拉电阻，使得其占PCB面积非常小，特别适合对空间要求较高的应用。

2. 功耗低。功耗为1.6mA，电机静态工作电流小于5mA，相较于其他厂家的芯片整体功耗降低2到10mA，延长了电池的使用时间。

3. 成本低。按2元单片参考价格计算，相较于其他厂家的价格（10-100元），以单个电机使用3个芯片计算，单个电机成本要低几十到几百元。

4. 工作温度范围大，且在温度范围内性能一致性好。

5. 具有良好的ESD防护性能（8kV HBM）和精确稳定的磁开关点，适用于鲁棒性要求高、检测精度要求高的应用场合，例如无刷直流电机（本文所述）和磁极转子的位置感测、指数计算和速度测量等。

附：

CH441PNDR芯片简介

CH441PNDR锁存型霍尔开关具有极高的温度稳定性和抗应力能力。其内置上拉电阻，工作电压2.5~5.5V，灵敏度±15Gs（该系列有多种灵敏度可供选择），功耗低至1.6mA，可在-40°C至150°C温度范围内保持性能高度一致性。以上特性使其适合多种不同的应用，并都可发挥其最佳性能。

CH441PNDR内部包括一个电压调节器，霍尔电压发生器，小信号放大器，斩波稳定器，施密特触发器，和一个低至25mA的短路保护开漏输出。其可实现24V耐压和-22V的反向保护。

在封装形式上，CH441PNDR采用DFN-3L封装，封装体积小厚度薄，表面贴片方式焊接，且具有以下特性：

● 无引脚焊盘设计占有更小的PCB面积

● 组件极薄（0.53mm），可满足对空间有严格要求的应用

● 非常低的阻抗、自感

● 具有优异的热性能

● 重量轻，适合便携式应用

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由ch提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

平台合作

提交评论

全部评论（0）

暂无评论

【应用】采用BCD工艺的高性能小封装锁存型霍尔开关CH441PNDR，满足微型电机应用需求

CH44xP是意瑞半导体高性能锁存型霍尔开关系列产品，采用BCD工艺，内置上拉电阻，集成反向电压保护和过流保护及优秀的抗雷击浪涌能力，具有高可靠性和高性能。本文将为您介绍意瑞半导体CH441P系列新发布的DFN封装产品CH441PNDR在微型电机上的应用。

2022-02-08 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】耐高温可达125°C的锁存型霍尔开关CC6102用于油锯直流无刷电机

芯进CROSSCHIP作为国内霍尔器件著名厂商，推出满足油锯电机驱动系统需求的锁存型霍尔开关CC6102，抗机械应力、宽温等特性很适合在油锯这类工作环境恶劣的场合。在某油锯厂商实际测量耐高温可达125°C；效果良好满足油锯电机的需求。

2019-12-28 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】意瑞半导体霍尔电流传感器CH704助力充电桩设计，支持±200A电流检测

国内某一客户，在之前的充电桩设计中，用的是国外的品牌，但由于各种原因，现需要国产芯片来替代。意瑞半导体霍尔电流传感器CH704系列支持大电流检测：±50A, ±100A, ±150A, ±200A，其内置0.1mΩ的初级导体电阻，有效降低芯片发热。

2022-01-01 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

芯进（CrossChip）风扇驱动器/霍尔传感器/霍尔开关/电流传感器快速选型表

单线圈风扇驱动IC 单线圈风扇PWM调速驱动IC 双线圈风扇驱动IC 微功耗霍尔开关IC 双极性霍尔开关IC 单极性霍尔开关线性霍尔IC 单芯片霍尔效应电流传感器IC

芯进电子 - 单芯片电流传感器,单极性霍尔开关,直流无刷风扇（马达）驱动IC,线性霍尔IC,锁存型霍尔开关,霍尔效应电流传感器IC,霍尔开关,霍尔开关IC,风扇PWM调速驱动IC,单线圈风扇PWM调速驱动IC,微功耗霍尔开关IC,电流传感器,风扇驱动IC,风扇驱动器,电流传感器IC,直流无刷风扇驱动IC,霍尔传感器,线性霍尔传感器,风扇驱动,正弦波风扇驱动IC,单线圈风扇驱动IC,单极型霍尔开关IC,单相正弦波风扇驱动IC,单芯片霍尔效应电流传感器IC,双线圈风扇驱动IC,单极型霍尔开关,双极性霍尔开关IC,CC6401,CCH890,CC6203,CCH477S,CC6101,CC6201,CC6102,CCH477,CCH891,CC6900SO-5A,CC6420DNFG,CCH284,CC6412,CC6511,CC6902SO-5A,CC6211,CC6112,CC6902SO-10A,CC6420DNRD,CC6902SO-20A,CC6210,CC6111,CC6420SORD,CC6902SO-30A,CC6900SO-30A,CC6900SO-20A,CC6900SO-10A,CC6409,CC6208,CC6407,CC6420SOFG,CC6209,CC6404,CC6206,CC6503,CC6207,CC6402,CC6204,CC6501,CC6403,CC6205,CC6502,玩具,显卡散热风扇,豆浆机,咖啡机,表计,低噪声风扇,小家电,光伏逆变器,CPU散热风扇,变频伺服器

选型指南代理服务技术支持采购服务

意瑞半导体（Cosemitech）磁传感器产品选型指南

公司简介产品分类与应用领域磁传感器产品磁传感器产品霍尔开关磁传感器产品电流传感器磁传感器产品线性霍尔磁传感器产品速度传感器质量管控与供应链

意瑞半导体 - ABS轮速传感器IC,轮速传感器IC,速度传感器,线性霍尔传感器IC,线性霍尔IC,霍尔电流传感器IC,速度传感器IC,锁存型霍尔开关,全极型霍尔开关,霍尔传感器IC,磁传感器,霍尔效应电流传感器IC,霍尔开关,线性霍尔,电流传感器,单极型霍尔开关,齿轮转速传感器IC,CH611,CH412,CH415,CH443N,CH505C,CH463AN,CHA442P,CHA442N,CH913L,CH464A,CH444N,CH412N,CH411,CH424N,CH93,CH941,CH424,CH442P,CH622,CH92,CH423,CH701W,CH621,CH442N,CH701,CH503,CH502,CH505,CH705W,CH504,CH705,CH507,CH704,CH506,CHA925,CH706,CH708,CH504C,CHA931,CH912L,CHA933,CHA932,CH463A,CHI933,CHI932,CH706W,CH411N,CH423N,CHA443N,CHI931,CHI612,CH952,CH951,CH441N,CH910,CH912,CH481L,CH441P,CH913,CH507C,CH481U,CH464AN,CHA444,CHA922,CH503C,CHA921,CHI925,CHA924,CHA923,CHI922,CHI921,CHI924,CHI923,CHA441,CHA444N,CHA443,CH631,CHA442,CH601,CH604,CH603,CH606,CH605,CH608,CH607,CH506C,CH609,CHA441P,CHA441N,CH502E,CH442,CH910L,CH441,CH444,CH443,电机驱动,机器人,电机控制,汽车,工业控制,消费电子,消费类,表计,电力,自动化,新能源,车身电子传感与控制,电动车,表计类,家电,可再生能源,电源,医疗,通信,动力总成,传感器,汽车电子,工业

2023/3/23 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

SC244X 高灵敏度锁存型霍尔传感器系列

SC244X系列高灵敏度锁存型霍尔传感器采用高频斩波技术，具有高磁场一致性和对称性，宽工作电压和温度范围，以及集成过压保护和抗电磁干扰能力。该系列传感器适用于电动工具、流量传感器、阀门状态检测、直流无刷电机位置传感器、接近开关和转速表等领域。

赛卓电子 - 高灵敏度锁存型霍尔传感器,SC244X 系列,SC2448UA-N,SC2442UA,SC2442SO,SC2442SO-N,SC2443UA,SC2443SO,SC2448SO,SC244X,阀门状态检测,转速表,电磁阀状态检测,电动工具,接近开关

2023-08-07 - 数据手册 - Rev. A/1.5 代理服务技术支持采购服务

【产品】双极锁存型霍尔芯片EG41，电源电压范围宽至4V～35V，负载电流能力最高可达40mA

屹晶微电子的EG41双极锁存型霍尔效应传感器内部集成了霍尔感应器、稳压单元、差分放大器、施密特触发器以及集电极开路输出级等电路，其输入是磁感应强度，输出是一个数字电压信号。EG41是专为直流无刷电机设计的双极霍尔开关电路，响应速度快，灵敏度高，具有较高的工作温度及可靠性。工作温度范围为-40℃～150℃，电源电压工作范围从+4V到+35V，负载电流能力最高可达40mA，可适用于各种机电一体化领域。

2021-07-22 - 产品代理服务技术支持采购服务

【产品】Bop典型值为18Gs的锁存型霍尔开关CH423/N，适合检测弱磁场及各类场合的电机位置

意瑞半导体推出CH423/N锁存型霍尔开关是高灵敏度、高性价比的霍尔锁存产品。其Bop典型值为18Gs（CH423N -18 Gs），适合检测弱磁场。工作电压范围覆盖3.3-30V，工作温度支持-40到150℃，适用各类场合的电机位置检测。

2022-07-26 - 产品代理服务技术支持采购服务

AS1940闩锁检测高性能霍尔效应传感器IC数据手册

本资料介绍了ANGSEMI公司的磁传感器集成电路（IC）AS1940。该芯片采用双极型工艺设计，适用于高性能锁存检测霍尔效应应用，如家用电器、转子位置感应和无刷直流电机等。它集成了片上霍尔电压发生器、比较器、开漏输出和施密特触发器等功能，以提供噪声抑制和开关滞后。AS1940支持3.2V至24V的工作电压范围，具有高灵敏度、小型解决方案尺寸等特点。

昂赛微电子 - HALL IC,磁传感器IC,霍尔IC,锁存检测高性能霍尔效应传感器IC,MAGNETIC SENSOR IC,LATCH DETECTION HIGH PERFORMANCE HALL-EFFECT SENSOR IC,AS1940WRZ,AS1940MBZ,AS1940,AS1940XXX,REVOLUTION COUNTING,汽车,INDUSTRIAL,ROTOR POSITION SENSING,转子位置传感,MAGNETIC ENCODER,风扇,磁编码器,AUTOMOTIVE,HOME APPLIANCES,FAN,家用电器,转数计数,SPEED MEASUREMENT,无刷直流电机,BRUSHLESS DC MOTOR,工业,速度测量

25, May. 2021 - 数据手册 - Version 1.21 代理服务技术支持采购服务

The Cosemitech CHA44XP/CH44XP Hall-effect Sensor，extremely Temperature-stable and Stress-resistant Sensor ICs

The Cosemitech CHA44XP/CH44XP Hall-effect sensor is extremely temperature-stable and stress-resistant sensor ICs, well suited for operation over extended temperature ranges from -40°C to 150°C.

2022-03-11 - 新产品代理服务技术支持采购服务

KTH2582系列高灵敏度、锁存型霍尔开关传感器

KTH2582系列是一款高灵敏度、锁存型霍尔开关传感器，采用先进的斩波技术和集成温度补偿电路，具备小于10µV的失调电压和极低的失调漂移特性。该系列产品具有宽工作电压范围（2.7V~32V）、多灵敏度选项、卓越的ESD性能和工作温度范围（-40℃~125℃）。产品广泛应用于电动工具、流量计、阀门和电磁阀状态监测以及无刷直流电机等领域。

昆泰芯微电子 - 高灵敏度、锁存型霍尔开关传感器,KTH2582,KTH2582NA-TO3,KTH2582NC-TO3,KTH2582NA,KTH2582NA-ST3,KTH2582NC-ST3,KTH2582系列,KTH2582XX-XXX,KTH2582ND-TO3,KTH2582NB-TO3,KTH2582NC,KTH2582NB,KTH2582NB-ST3,KTH2582ND-ST3,电磁阀,无刷直流电机,工业领域,阀门,电动工具,流量计

2023/7/25 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

CH44XP/CHA44XP霍尔效应闭锁传感器系列具有出色的温度磁参数性能和内部上拉电阻

该资料介绍了CHA44XP/CH44XP霍尔效应传感器系列，这是一款适用于汽车级和工业级的温度稳定且抗应力能力强的传感器IC。它具有内置10kΩ输出上拉电阻、多种灵敏度选项（BOP/BRP）、 chopping稳态技术以及宽工作温度范围（-40°C至150°C）。该产品适用于座椅电机位置传感器、BLDC电机换向、车窗位置传感器等领域。

意瑞半导体 - HALL-EFFECT SENSOR,BIPOLAR LATCHING, HALL-EFFECT DIGITAL SENSOR IC,霍尔效应传感器,双极性锁存、霍尔效应数字传感器IC,HALL-EFFECT LATCHING SENSOR,TEMPERATURE-STABLE AND STRESS-RESISTANT SENSOR IC,霍尔效应闭锁传感器,温度稳定且抗应力的传感器IC,CHA444PNTB,CH442PSR,CHA443PER,CHA441PTB,CHA443PNSR,CH441PNTB,CH441PER,CH444PER,CH442PTB,CHA444PSR,CHA442PNSR,CH444PNER,CHA441PNER,CH441PNSR,CHA44XP,CHA444PER,CH443PSR,CHA442PNTB,CH442PNSR,CHA442PTB,CH443PNTB,CH441PNDR,CHA44XP SERIES,CH443PTB,CHA444PNSR,CHA441PSR,CH442PNTB,CH443PNSR,CHA443PNTB,CH444PSR,CH441PNER,CHA443PTB,CHA444PNER,CHA441PER,CH444PNSR,CH441PTB,CH444PTB,CH442PER,CH44XP SERIES,CHA442PSR,CH444PNTB,CH441PSR,CHA441PNTB,CH44XP,CHA444PTB,CHA442PER,CH443PNER,CHA442PNER,CHA441PNSR,CH443PER,CHA443PNER,CHA443PSR,CH442PNER,FLOW-RATE SENSING,汽车座椅电机位置传感器,电机和风扇控制,MOTOR AND FAN CONTROL,CAR WINDOW POSITION SENSOR,BLDC MOTOR COMMUTATION,CAR SEAT MOTOR POSITION SENSOR,无刷直流电机换向,TINY MOTOR POSITION SENSOR,车窗位置传感器,流速传感,微型电机位置传感器

Dec 2021 - 数据手册 - Revision 1.3 代理服务技术支持采购服务