【应用】高精度多磁场轴霍尔位置传感器MLX90380助力直流无刷电机换向控制
电机位置传感器是电机的重要组成部分。霍尔位置传感器是电机换向控制回路的组成部分。一般BLDC电机在其非驱动端上的定子中嵌入3个霍尔传感器。每当转子磁极经过霍尔传感器时，霍尔传感器便会发出一个高电平或者一个低电平信号，表示北磁极或者南磁极正在经过该传感器。根据这三个霍尔传感器信号的组合就可以确定换向的精确顺序。
电机控制算法的类型与电机设计和传感器类型相关联。霍尔传感器的位置精度越高，效率越高，在某些情况下更安全。笔者在设计中使用了MELEXIS MLX90380霍尔位置传感器，该传感器具有如下的优势：
· 正弦和余弦模拟输出（符合大多数霍尔传感器的要求）
· 刷新频率为4μs（速度极快，可以满足高速电机的应用需求）
· 多磁场轴（X / Y - X / Z - Z / Y）实现灵活的机械设计（可以满足不同的机械定位需求）
· 符合RoHS标准
应用原理示意图如下图所示：
霍尔信号传递给控制器，控制器通过电源线给电机线圈供电，电机旋转，磁钢与线圈（准确的说是缠在定子上的线圈，霍尔传感器一般安装在定子上）发生转动，霍尔传感器感应出新的位置信号，控制器又给电机线圈重新改变电流方向供电，电机继续旋转（线圈和磁钢的位置发生变化时，线圈必须对应的改变电流方向，这样电机才能继续向一个方向运动，不然电机就会在某一个位置左右摆动，而不是连续旋转）。
基于Melexis MLX90380霍尔位置传感器的硬件设计及换向控制：
如图是本次设计的应用电路，笔者使用了SOP-8封装类型的Melexis MLX90380霍尔位置传感器，VSS，NC及TEST接口（TEST接口在未设计成功时，需预留接入MCU进行测试，测试成功之后，需要接入GND，以便提高系统的EMC性能）均接GND，系统采用5V供电系统，C1，C3，C4均为滤波电容，推荐输出端口OUT1和输出端口OUT2使用2.2nF的电容，电源滤波电容使用100nF的电容。笔者根据设计需求，采用方波120度脉宽调制方法进行换向控制，利用霍尔值(笔者设计的系统中每个电气周期6次变化)，改变UVW相电流流向，但同一霍尔值内电流流向不变，任何时刻只能一相的上桥和另一相的下桥导通。其换向时序图如下图所示：
当霍尔传感器分别输出001，000，100，110，111，011时，6个FET分别按序开关，A，B，C三相的相电流根据有效导通顺序进行变化，从而实现6步换相驱动电机旋转。
下图是笔者设计的霍尔传感器电路板，仅供读者学习参考。
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型号- MLX81208,MLX81109,MLX90380,MLX81301,MLX81200,MLX83203,MLX81300,MLX81206,MLX81107,MLX81207,MLX81108,MLX81325,MLX81326,MLX81205,MLX81106,MLX81150,MLX92212,MLX90290,MLX80300,MLX81310,MLX81311,MLX81316,MLX81315,MLX90B80,MLX81160,MLX83100,MLX90363,MLX902XX
芯进（CrossChip）电流传感器/直流无刷电机/LED 驱动/霍尔开关选型指南
描述- 公司自 2013 年成立以来，围绕霍尔传感器技术开发了速度位置传感器，高精度线性霍尔传感器，高精度电流传感器等产品线。高精度线性霍尔传感器出货量居行业领先水平，光伏逆变器领域前 10 大工厂均在采用含有芯进产品的电流传感器模块。高精度单芯片电流传感器已经广泛应用于光伏逆变器，OBC，家电和工业自动化等领域，出货量居同行业领先水平。近年，芯进围绕核心客户的系统应用陆续推出了电源管理，总线接口和驱动器等产品线，服务于工业自动化，光伏新能源和汽车等行业客户。
型号- CC650X 系列,CC6202,CC6203,CC6201,CC6402A,CCH477,INK1102,INK1105,INK1101,CC6213,CC6401E,CC6211,CC6212,CC6210,CC6207M,CC6211S,CC6102R,CC6208,CC6209,CCH477E,CC6206,CC6207,CCH477G,CC6204,CC6205,CC6103,CC6500,CCH890,CC6104,CC6101,CC6102,CC7030,CC6921B,CC7031,CCH891,CC6105R,CC6217,CC6215,CC6511,CC6115,CC6112,CC6113,CC6111,CC6920B,CC6905,CC6906,CC6903,CC6904,CC6902,CC6503,CC6900,CC6504,CC6229,CC6501,CC6105,CC6502,CC6401,CC6121,CC1108,CC690X,CC692X 系列,CC650X,CC6407C,CC6411,CC6533,CC6412,CC6531,CC6410,CC6130,CC6927,CC690X 系列,CC6409,CC6407,CC6921,CC6404,CC6922,WS2801,CC6402,CC6920,CC6403,CC6422,CC6423,CC6420,CC6421,CC6533B,INK1003,177,CC692X,CC6419,CC6418,CC6415,CC6416,CC6534,CC6413,CCH284,CC653X 系列,CC653X
SMART BEV THERMAL MANAGEMENT
型号- MLX90380,MLX90819,MLX81344,MLX81325,MLX91208,MLX81330,MLX91221,MLX92212,MLX92211,MLX90510,MLX90411,MLX90830,MLX90412,MLX91220,MLX90395,MLX81310,MLX81332,MLX81315,MLX91218,MLX90328,MLX81340,MLX90363,MLX90421,MLX90422,MLX90820,MLX91216
电子商城
品牌：MELEXIS
品类：smart LIN Driver for small motors
价格：￥78.3170
现货： 138,657
品牌：MELEXIS
品类：smart LIN Motor Driver
价格：￥28.7710
现货： 91,000
品牌：MELEXIS
品类：Micro/Mini LIN Slave Controller
价格：￥17.0068
现货： 61,204
品牌：MELEXIS
品类：3-wire hall effect Latch
价格：￥1.7951
现货： 58,883
品牌：MELEXIS
品类：Integrated Current Sensor IC
价格：￥15.3811
现货： 50,899
品牌：MELEXIS
品类：Micro/Mini LIN Slave Controller
价格：￥12.3240
现货： 48,025
品牌：MELEXIS
品类：Triaxis Position Sensor IC
价格：￥22.8370
现货： 46,502
现货市场
服务
可自由定制铜排形状尺寸；检测精度：0.5%~1.0；电流测量范围 ±300-500A。低噪音 (0.27mVpp)；低磁力残余误差:2mV；响应性能<4μSec；支持RoHS指令 、AEC-Q200。
最小起订量： 100个 提交需求>
可定制烧结NdFeB磁铁的剩磁最高1.45T，易加工成各种尺寸。充磁方向：径向充磁、轴向充磁、辐射充磁等；镀层：Zn、Sn、Ni、电泳等，最高工作温度220℃。
最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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