本發(fā)明涉及磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體的說，涉及一種磁傳感器、磁傳感器集成電路、電機(jī)組件及應(yīng)用設(shè)備。

背景技術(shù)：

磁傳感器廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)和電子產(chǎn)品中以感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度來測(cè)量電流、位置、方向等物理參數(shù)。電機(jī)行業(yè)中是磁傳感器的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，在電動(dòng)機(jī)中，可以用磁傳感器作轉(zhuǎn)子磁極位置傳感。

現(xiàn)有技術(shù)中，磁傳感器通常只能輸出磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，具體工作時(shí)還需要額外設(shè)置外圍電路，對(duì)所述磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理，因此整體電路成本較高，可靠性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種磁傳感器、磁傳感器集成電路、電機(jī)組件及家用電器，通過對(duì)現(xiàn)有的磁傳感器的功能進(jìn)行擴(kuò)展，能夠降低整體電路成本，提高可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種磁傳感器集成電路，包括依次連接的電源輸入端口、磁感測(cè)器與信號(hào)處理單元；

所述電源輸入端口用于接收交流電源；

所述磁感測(cè)器用于根據(jù)外部磁場(chǎng)變化輸出檢測(cè)信號(hào)；

所述信號(hào)處理單元包括開關(guān)電容濾波模塊，用于對(duì)磁感測(cè)器輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后得到的差分信號(hào)進(jìn)行采樣濾波并進(jìn)行偏差消除。

可選的，所述檢測(cè)信號(hào)包括磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)；

所述信號(hào)處理單元包括第一斬波開關(guān)，所述第一斬波開關(guān)與所述磁感測(cè)器相連，用于將所述磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)分別調(diào)制到斬波頻率和基帶頻率。

可選的，所述信號(hào)處理單元還包括斬波放大器，用于放大所述基帶頻率的偏差信號(hào)與所述斬波頻率的磁場(chǎng)信號(hào)，并將所述磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)分別解調(diào)到所述基帶頻率和斬波頻率。

可選的，所述開關(guān)電容濾波模塊的采樣時(shí)鐘信號(hào)與所述磁感測(cè)器的時(shí)鐘信號(hào)的頻率相同，且延遲一預(yù)定時(shí)間。

可選的，所述預(yù)定時(shí)間為所述磁感測(cè)器時(shí)鐘信號(hào)的1/4周期。

可選的，所述開關(guān)電容濾波模塊包括：

第一開關(guān)電容濾波器、第二開關(guān)電容濾波器、第三開關(guān)電容濾波器、第四開關(guān)電容濾波器；所述斬波放大器輸出的差分信號(hào)包括第一子差分信號(hào)與第二子差分信號(hào)；

所述第一開關(guān)電容濾波器和第二開關(guān)濾波器用于分別對(duì)所述第一、第二子差分信號(hào)的上半周期進(jìn)行采樣分別輸出第一子采樣信號(hào)與第二子采樣信號(hào)，所述第三開關(guān)電容濾波器和第四開關(guān)濾波器用于分別對(duì)所述第一、第二子差分信號(hào)的下半周期進(jìn)行采樣分別輸出第三子采樣信號(hào)與第四子采樣信號(hào)。

可選的，所述第一開關(guān)電容濾波器和第二開關(guān)電容濾波器之間設(shè)置有多個(gè)并聯(lián)設(shè)置的金屬-絕緣體-金屬電容；以及，

所述第三開關(guān)電容濾波器和第四開關(guān)電容濾波器之間設(shè)置有多個(gè)并聯(lián)金屬-絕緣體-金屬電容。

可選的，所述開關(guān)電容濾波模塊還包括加法器，所述加法器用于將所述開關(guān)電容濾波模塊輸出的采樣信號(hào)通過相加方式進(jìn)行偏差消除并將得到的差分信號(hào)進(jìn)行增益放大。

可選的，所述加法器將所述第一、第三子采樣信號(hào)相加消除偏差信號(hào)；以及，將所述第二、第四子采樣信號(hào)相加消除偏差信號(hào)。

可選的，該加法器的輸入端設(shè)置源極反饋電阻。

可選的，該磁傳感器集成電路還包括與所述電源輸入端口連接交流-直流轉(zhuǎn)換器，所述交流-直流轉(zhuǎn)換器為所述磁感測(cè)器與所述信號(hào)處理單元供電。

可選的，所述加法器為跨導(dǎo)放大器，且所述加法器的增益為2。。

可選的，所述開關(guān)電容濾波模塊的采樣頻率和所述第一斬波開關(guān)的斬波頻率相同。

可選的，所述斬波放大器的增益為100。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種磁傳感器，包括用于連接外部電源的輸入端口、輸出端口及磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路包括用于感知外部磁場(chǎng)并輸出檢測(cè)信號(hào)的磁感測(cè)器、用于對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大去干擾處理的信號(hào)處理單元；其中，所述信號(hào)處理單元包括開關(guān)電容濾波模塊，用于對(duì)磁感測(cè)器輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后得到的差分信號(hào)進(jìn)行濾波。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種電機(jī)組件，包括由一交流電源供電的電機(jī)；以及上述的磁傳感器集成電路。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用設(shè)備，包括由一交流電源供電的電機(jī)；以及上述的磁傳感器集成電路。

可選的，所述應(yīng)用設(shè)備為泵、風(fēng)扇、家用電器或者車輛。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供了一種磁傳感器、磁傳感器集成電路、電機(jī)組件及家用電器，包括用于連接外部電源的輸入端口、輸出端口及磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路包括用于感知外部磁場(chǎng)并輸出檢測(cè)信號(hào)的磁感測(cè)器、用于對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大去干擾處理的信號(hào)處理單元；其中，所述信號(hào)處理單元包括開關(guān)電容濾波模塊，用于對(duì)磁感測(cè)器輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后得到的差分信號(hào)進(jìn)行采樣濾波。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過對(duì)現(xiàn)有的磁傳感器的功能進(jìn)行擴(kuò)展，能夠降低整體電路成本，提高可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種磁傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種信號(hào)處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種斬波放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種斬波放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N磁傳感器集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種磁感測(cè)器和第一斬波開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6a為圖5四個(gè)子時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖；

圖6b為圖5中放電開關(guān)和第一斬波開關(guān)的信號(hào)控制示意圖；

圖6c為圖5中所示電路中的信號(hào)示意圖；

圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種開關(guān)電容濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8a為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種開關(guān)電容濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8b為圖8a中相應(yīng)的一種時(shí)序圖；

圖8c為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種加法器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的周期時(shí)鐘信號(hào)下的各信號(hào)輸出示意圖；

圖10為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種電機(jī)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例的電機(jī)組件的同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)中，磁傳感器通常只能輸出磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，具體工作時(shí)還需要額外設(shè)置外圍電路，對(duì)所述磁場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理，因此整體電路成本較高，可靠性較差。

基于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種磁傳感器、磁傳感器集成電路、電機(jī)組件及家用電器，通過對(duì)現(xiàn)有的磁傳感器的功能進(jìn)行擴(kuò)展，能夠降低整體電路成本，提高可靠性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下，具體結(jié)合圖1至圖10所示，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。

參考圖1所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種磁傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，磁傳感器包括：

用于連接外部電源的輸入端口1、輸出端口3及磁場(chǎng)檢測(cè)電路2；

輸入端口用于連接外部電源，向磁場(chǎng)檢測(cè)電路2提供電源。本實(shí)施例中，該外部電源可以是交流電源。

所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路2包括用于感知外部磁場(chǎng)并輸出檢測(cè)信號(hào)的磁感測(cè)器21、用于對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大去干擾處理的信號(hào)處理單元22；其中，所述信號(hào)處理單元22包括開關(guān)電容濾波模塊220，用于對(duì)磁感測(cè)器21輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后得到的差分信號(hào)進(jìn)行采樣濾波并進(jìn)行偏差消除。以及，磁場(chǎng)檢測(cè)電路2還包括用于將經(jīng)過所述信號(hào)處理單元22處理的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為磁場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元23，所述磁場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)可經(jīng)輸出端口3向外輸出。較佳的，所述磁場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)是開關(guān)型數(shù)字信號(hào)。

具體的，所述檢測(cè)信號(hào)包括磁場(chǎng)信號(hào)和偏差信號(hào)。其中，磁場(chǎng)信號(hào)為磁感測(cè)器檢測(cè)到的與外部磁場(chǎng)匹配的理想磁場(chǎng)電壓信號(hào)，偏差信號(hào)為磁感測(cè)器的固有偏差。

參考圖2所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種信號(hào)處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，信號(hào)處理單元22包括：第一斬波開關(guān)z1，所述第一斬波開關(guān)z1與所述磁感測(cè)器21相連，用于將所述磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)分別調(diào)制到斬波頻率和基帶頻率。即，第一斬波開關(guān)z1用于將所述磁感測(cè)器輸出的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)調(diào)制到基帶頻率和斬波頻率。

以及，所述信號(hào)處理單元22還包括斬波放大器ia，用于放大所述基帶頻率的偏差信號(hào)與所述斬波頻率的磁場(chǎng)信號(hào)，并將所述磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)分別解調(diào)到所述基帶頻率和斬波頻率。即，斬波放大器ia用于對(duì)經(jīng)分離的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行放大，并將經(jīng)放大的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)交換到所述基帶頻率和所述斬波頻率，且所述磁場(chǎng)信號(hào)疊加至所述偏差信號(hào)形成差分信號(hào)。較佳的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的所述斬波放大器為折疊式級(jí)聯(lián)放大器。以及較佳的，所述斬波頻率大于100k赫茲，所述基帶頻率小于200赫茲。

參見圖3a，在一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述斬波放大器ia可以包括依次連接的第一放大器a1和第二斬波開關(guān)z2；其中，所述第一放大器a1用于對(duì)所述第一斬波開關(guān)z1輸出的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行第一級(jí)放大；所述第二斬波開關(guān)z2用于將經(jīng)所述第一放大器a1進(jìn)行第一級(jí)放大的磁場(chǎng)信號(hào)和偏差信號(hào)分別解調(diào)到所述基帶頻率和斬波頻率。

以及，參考圖3b所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一個(gè)斬波放大器的結(jié)構(gòu)示意圖，斬波放大器ia還可以包括連接于第二斬波開關(guān)z2輸出端的第二放大器a2，所述第二放大器a2用于對(duì)偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行第二級(jí)放大。較佳的，第二放大器a2可以是單級(jí)放大器。其中，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)處理單元，在經(jīng)過斬波放大器ia對(duì)信號(hào)的處理后，將信號(hào)傳輸至開關(guān)電容濾波模塊220進(jìn)行處理。

本發(fā)明實(shí)施例提供的磁傳感器，其內(nèi)部的信號(hào)處理單元具有折疊式級(jí)聯(lián)放大器，能夠?qū)⒑苄〉妮斎胄盘?hào)放大到足夠的增益倍數(shù)，并具有高帶寬特性，能夠準(zhǔn)確處理頻域跨度很大的信號(hào)，具有非常好的頻率特性和擺率，能夠保證磁場(chǎng)檢測(cè)電路最終輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而保證了磁傳感器的磁場(chǎng)極性判斷結(jié)果以及輸出的相關(guān)控制信號(hào)的準(zhǔn)確性。

圖4示出了本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N磁傳感器集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖，磁傳感器集成電路包括：

依次連接的電源輸入端口、磁感測(cè)器5與信號(hào)處理單元120，以及，還包括與信號(hào)處理單元120輸出端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)單元130。

所述電源輸入端口可以包括連接外部交流電源的第一輸入端口41和第二輸入端口42。本發(fā)明中，電源輸入端口連接外部電源，既包括電源輸入端口與外部電源兩端直接連接的情形，也包括電源輸入端口與外部負(fù)載串接于外部電源兩端的情形，本發(fā)明對(duì)此并不做限定，具體視情況而定。

所述電源輸入端口4用于接收交流電源。其中，該磁傳感器集成電路還包括與所述電源輸入端口4連接交流-直流轉(zhuǎn)換器110，所述交流-直流轉(zhuǎn)換器110為所述磁感測(cè)器5所述信號(hào)處理單元120及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元130供電。交流-直流轉(zhuǎn)換器110較佳為整流電路，整流電路將電源輸入端口接入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以對(duì)磁感測(cè)器、信號(hào)處理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元等組成磁傳感器集成電路的器件供電。其中，集成電路中器件可以由交流-直流轉(zhuǎn)換器110直接或間接供電，對(duì)此本申請(qǐng)不做具體限制。

所述磁感測(cè)器5用于根據(jù)外部磁場(chǎng)變化輸出檢測(cè)信號(hào)；所述信號(hào)處理單元120包括開關(guān)電容濾波模塊124，用于對(duì)磁感測(cè)器5輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后得到的差分信號(hào)進(jìn)行濾波。在本實(shí)施方式中，所述磁感測(cè)器5受不受溫度變化影響的恒流源驅(qū)動(dòng)。

更為具體的，信號(hào)處理單元120包括依次連接的第一斬波開關(guān)122、斬波放大器123、開關(guān)電容濾波模塊124和第二放大模塊125，其中，第一斬波開關(guān)122與磁感測(cè)器5的輸出端連接，第二放大模塊125與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元130的輸入端連接。

其中，磁感測(cè)器5的輸入端連接交流-直流轉(zhuǎn)換器110的輸出端，接入交流-直流轉(zhuǎn)換器110輸出的直流電壓，用于根據(jù)外部磁場(chǎng)變化輸出檢測(cè)信號(hào)至第一斬波開關(guān)122?？蛇x的，所述檢測(cè)信號(hào)包括磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)。

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種磁感測(cè)器和第一斬波開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖6a為圖5四個(gè)子時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序圖，以及，圖6b為圖5放電開關(guān)和第一斬波開關(guān)的信號(hào)控制示意圖，所述磁感測(cè)器5包括四個(gè)接觸端子，其中，磁感測(cè)器5包括相對(duì)設(shè)置的第一端子a和第三端子c，以及相對(duì)設(shè)置的第二端子b和第四端子d；在本申請(qǐng)實(shí)施例中，磁感測(cè)器5為霍爾極板，磁感測(cè)器5受第一電源13驅(qū)動(dòng)，且第一電源13可以為交流-直流轉(zhuǎn)換器110提供。在本實(shí)施例中，所述第一電源13為不受溫度變化影響的恒流源。

所述第一斬波開關(guān)122包括圖5中k1至k8八個(gè)開關(guān)，連接在四個(gè)接觸端子之間，其中，第一斬波開關(guān)122包括將第一電源13分別連接至所述第一端子a和第二端子b之間的第一開關(guān)k1和第二開關(guān)k2，將接地端gnd分別連接至所述第三端子c和第四端子d之間的第三開關(guān)k3和第四開關(guān)k4，分別將第一輸出端p連接至所述第三端子c和第四端子d的第六開關(guān)k6和第五開關(guān)k5，以及，分別將第二輸出端n連接至所述第二端子b和第一端子a的第七開關(guān)k7和第八開關(guān)k8。

其中，第一斬波開關(guān)的斬波時(shí)鐘信號(hào)包括第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b、第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b、第三子時(shí)鐘信號(hào)ck2和第四子時(shí)鐘信號(hào)ck1，所述第一開關(guān)k1和第二開關(guān)k2分別受所述第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b和第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b控制，所述第三開關(guān)k3和第四開關(guān)k4分別受第三子時(shí)鐘信號(hào)ck2和第四子時(shí)鐘信號(hào)ck1控制，所述第五開關(guān)k5和第六開關(guān)k6分別受所述第三子時(shí)鐘信號(hào)ck2和第四子時(shí)鐘信號(hào)ck1控制，所述第七開關(guān)k7和第八開關(guān)k8分別受所述第三子時(shí)鐘信號(hào)ck2和第四子時(shí)鐘信號(hào)ck1控制。

為了保證信號(hào)輸出的準(zhǔn)確性，第一斬波開關(guān)的斬波時(shí)鐘信號(hào)包括至少二非交疊子時(shí)鐘信號(hào)。其中，所述第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b與第三子時(shí)鐘信號(hào)ck2相反，所述第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b與第四子時(shí)鐘信號(hào)ck1相反，且所述第三子時(shí)鐘信號(hào)ck2與第四子時(shí)鐘信號(hào)ck1為非交疊子時(shí)鐘信號(hào)。

其中，在第一端子a與第一電源13導(dǎo)通，且第三端子c與接地端gnd導(dǎo)通時(shí)，第二端子b與第二輸出端n導(dǎo)通，第四端子d和第一輸出端p導(dǎo)通；在第二端子b與第一電源13導(dǎo)通，且第四端子d與接地端gnd導(dǎo)通時(shí)，第一端子a與第二輸出端n導(dǎo)通，第三端子c與第一輸出端p導(dǎo)通。其中，第一輸出端p和第二輸出端n輸出一差分信號(hào)為p1和n1。

此外，除上述磁感測(cè)器5和第一斬波開關(guān)122外，磁傳感器集成電路還包括連接在第一端子a和第三端子c之間的第一放電線路14，即第一端子a和第三端子c之間的線路，以及，連接在第二端子b和第四端子d之間的第二放電線路15，即，第二端子b和第四端子d之間的線路；當(dāng)?shù)谝欢俗觓和第三端子c為電源輸入端、第二端子b和第四端子d為磁感知信號(hào)輸出端前，第二放電線路15導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝欢俗觓和第三端子c為磁感知信號(hào)輸出端、第二端子b和第四端子d為電源輸入端前，第一放電線路14導(dǎo)通。

在一可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一放電線路14可以包括串聯(lián)的第一放電開關(guān)s1與第二放電開關(guān)s2，所述第一放電開關(guān)s1和第二放電開關(guān)s2分別受所述第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b和所述第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b的控制；該第二放電線路15包括串聯(lián)的第三放電開關(guān)s3與第四放電開關(guān)s4，所述第三放電開關(guān)s3和第四放電開關(guān)s4分別受所述第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b和所述第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b的控制。

當(dāng)所述第一端子a和所述第三端子c為電源輸入端，所述第二端子b和所述第四端子d為磁感知信號(hào)輸出端時(shí)，且在所述第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b和所述第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b的交疊期間，所述第一放電開關(guān)s1和所述第二放電開關(guān)s2同時(shí)導(dǎo)通；當(dāng)所述第一端子a和所述第三端子c為磁感知信號(hào)輸出端，所述第二端子b和所述第四端子d為電源輸入端時(shí)，且在所述第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b和所述第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b的交疊期間，所述第三放電開關(guān)s3和所述第四放電開關(guān)s4同時(shí)導(dǎo)通。

如圖6a所示，四個(gè)子時(shí)鐘信號(hào)包括兩個(gè)非交疊控制信號(hào)，即所述第三子時(shí)鐘信號(hào)ck1和第四子時(shí)鐘信號(hào)ck2，以及兩個(gè)交疊控制信號(hào)，即第二子時(shí)鐘信號(hào)ck1b和第一子時(shí)鐘信號(hào)ck2b。其中，ck1與ck1b相反，ck2與ck2b相反。所述交疊子時(shí)鐘信號(hào)ck1b和ck2b在交疊期間，即兩條虛線之間的時(shí)間段，均為高電平。上述兩個(gè)非交疊子時(shí)鐘信號(hào)ck1和ck2，以及兩個(gè)交疊子時(shí)鐘信號(hào)ck1b和ck2b的頻率可以為100k-600khz，包括端點(diǎn)值，其中優(yōu)選為400khz。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，第一斬波開關(guān)122包括的八個(gè)開關(guān)，以及放電線路包括的四個(gè)放電開關(guān)均可以為晶體管開關(guān)。進(jìn)一步的，結(jié)合圖6b所示，在ck1為高電平時(shí)，ck2b為高電平，ck2和ck1b為低電平，此時(shí)所述第二端子b和所述第四端子d為分別接通第一電源和接地端gnd，為電源輸入端，而所述第三端子c與所述第一輸出端p之間的開關(guān)導(dǎo)通，所述第一端子a與所述第二輸出端n之間的開關(guān)導(dǎo)通，則所述第一端子a和所述第三端子c為磁感知信號(hào)輸出端。在ck1剛從高電平變?yōu)榈碗娖胶蟮囊恍《螘r(shí)間內(nèi)，即圖6a中第一組兩條虛線之間的時(shí)間段，為兩個(gè)交疊子時(shí)鐘信號(hào)ck1b和ck2b的交疊期，此期間ck1b和ck2b均為高電平，所述第二端子b和所述第四端子d之間的所述第三放電開關(guān)s3和第四放電開關(guān)s4均導(dǎo)通，所述第二端子b和所述第四端子d之間短路，消除了第二端子b和第四端子d之間的寄生電容存儲(chǔ)的電荷。此后，在ck1為低電平時(shí)，ck2b為低電平，ck2和ck1b為高電平，此時(shí)所述第一端子a和所述第三端子c為分別接通第一電源和接地端gnd，為電源輸入端，而所述第二端子b與所述第一輸出端p之間的開關(guān)導(dǎo)通，所述第四端子d與所述第二輸出端n之間的開關(guān)導(dǎo)通，則所述第二端子b和所述第四端子d為磁感知信號(hào)輸出端。在ck1剛從低電平變?yōu)楦唠娖角暗囊恍《螘r(shí)間內(nèi)，即圖6a中第二組兩條虛線之間的時(shí)間段，為兩個(gè)子時(shí)鐘信號(hào)ck1b和ck2b的交疊期，此期間ck1b和ck2b均為高電平，所述第一端子a和所述第三端子c之間的所述第一放電開關(guān)s1和第二放電開關(guān)s2均導(dǎo)通，所述第一端子a和所述第三端子c之間短路，消除了第一端子a和第三端子c之間的寄生電容存儲(chǔ)的電荷。

圖6c為圖5所示電路中的信號(hào)示意圖。其中，ck為時(shí)鐘信號(hào)；vos為磁感測(cè)器5的偏差電壓，是由霍爾板5本身的物理性質(zhì)決定，可以假設(shè)其在時(shí)鐘信號(hào)周期內(nèi)的任何時(shí)刻都是保持不變的。vin和-vin為第一斬波開關(guān)輸出在時(shí)鐘信號(hào)ck的前半周期和后半周期輸出的理想磁場(chǎng)電壓信號(hào)，即霍爾板5無(wú)偏差信號(hào)干擾的理想輸出。如前面所述，在時(shí)鐘信號(hào)ck的一個(gè)半周期，接線端子a和c分別與第一電源13和地導(dǎo)通，接線端b和d作為輸出端導(dǎo)通；在時(shí)鐘信號(hào)ck的另一個(gè)半周期接線端子b和d分別與第一電源13和地導(dǎo)通時(shí)，接線端子a和c作為輸出端導(dǎo)通。在時(shí)鐘信號(hào)ck的前后兩個(gè)半周期，第一斬波開關(guān)輸出的理想磁場(chǎng)電壓信號(hào)大小相等，方向相反。vout為第一斬波開關(guān)的輸出信號(hào)，是偏差信號(hào)vos和理想磁場(chǎng)信號(hào)vin的疊加。經(jīng)過第一斬波開關(guān)，將所述磁場(chǎng)信號(hào)與偏差信號(hào)分別調(diào)制到斬波頻率和基帶頻率。具體的，偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)分離到基帶頻率和斬波頻率；其中，斬波頻率為時(shí)鐘信號(hào)的頻率，基帶頻率是霍爾板所檢測(cè)的外部磁場(chǎng)的極性變化頻率。

在本申請(qǐng)的一種實(shí)施方案中，所述磁感測(cè)器輸出的理想磁場(chǎng)電壓信號(hào)(即磁場(chǎng)信號(hào))非常小，通常只有零點(diǎn)幾毫伏，偏差信號(hào)vos接近10毫伏，因此后期需要消除偏差信號(hào)，并對(duì)理想磁場(chǎng)電壓信號(hào)進(jìn)行高增益處理。

本實(shí)施例中斬波放大器123可以采用圖3b中所示的斬波放大器，可選的，所述斬波放大器為折疊式級(jí)聯(lián)放大器。其中，所述斬波放大器的增益為100。其中，斬波放大器123包括第一放大器a1、第二斬波開關(guān)z2和第三放大器a2。第一放大器a1和第二斬波開關(guān)用于對(duì)經(jīng)分離的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行放大，并將經(jīng)放大的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)交換到所述斬波頻率和所述基帶頻率。第二級(jí)放大器a2對(duì)交換后的信號(hào)作進(jìn)一步放大。其中，第一放大器a1是折疊式放大器，第二放大器a2可以是單級(jí)放大器。

本實(shí)施例中，第一放大器a1的輸出也是一對(duì)差分信號(hào)，第二斬波開關(guān)z2被配置為在每個(gè)時(shí)鐘周期的前半周期直接輸出該對(duì)差分信號(hào)而在每個(gè)時(shí)鐘周期的后半周期將該對(duì)差分信號(hào)互換輸出，第二斬波開關(guān)的一對(duì)輸出信號(hào)表示為p2和n2。

開關(guān)電容濾波模塊用于自差分信號(hào)p2和n2中采集出每個(gè)信號(hào)在不同的時(shí)鐘半周期，即前后兩個(gè)半周期的信號(hào)輸出值并消除偏差信號(hào)后進(jìn)行增益放大，輸出增益放大后的差分信號(hào)p3和n3至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊130。其中p2在不同的時(shí)鐘半周期的采樣信號(hào)為p2a和p2b，n2在對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘半周期的采樣信號(hào)為n2a和n2b。

參考圖7所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種開關(guān)電容濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)電容濾波模塊包括：

第一開關(guān)電容濾波器scf1、第二開關(guān)電容濾波器scf2、第三開關(guān)電容濾波器scf3、第四開關(guān)電容濾波器scf4；所述斬波放大器123輸出的差分信號(hào)包括第一子差分信號(hào)p2與第二子差分信號(hào)n2；

所述第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)濾波器scf2用于分別對(duì)所述第一、第二子差分信號(hào)的上半周期進(jìn)行采樣為第一采樣信號(hào)p2a和n2a，所述第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)濾波器scf4用于分別對(duì)所述第一、第二子差分信號(hào)的下半周期進(jìn)行采樣為第二采樣信號(hào)p2b和n2b。

具體的，結(jié)合圖8a和圖8b所示，圖8a為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種開關(guān)電容濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8b為圖8a中相應(yīng)的一種時(shí)序圖，其中，開關(guān)電容濾波模塊包括：第一開關(guān)電容濾波器scf1至第四開關(guān)電容濾波器scf4，每一開關(guān)電容濾波器均由兩個(gè)傳輸門開關(guān)和相應(yīng)兩個(gè)電容組成(參考圖8a中虛線框c’中結(jié)構(gòu))。其中，本申請(qǐng)?zhí)峁┑拈_關(guān)電容濾波器與現(xiàn)有技術(shù)相同，故不做多余結(jié)構(gòu)上的描述。

其中，由于第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2是對(duì)差分信號(hào)的前半周期進(jìn)行采樣，而第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4是對(duì)差分信號(hào)的后半周期進(jìn)行采樣。因此，結(jié)合圖8a中開關(guān)電容濾波模塊的采樣時(shí)鐘信號(hào)，采樣時(shí)鐘信號(hào)包括四個(gè)子時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)子時(shí)鐘信號(hào)ck1’、ck2’、ck1b’和ck2b’接入傳輸門開關(guān)的位置和圖8b的所示的時(shí)序以控制每個(gè)傳輸門開關(guān)；其中，

當(dāng)差分信號(hào)輸入時(shí)，在差分信號(hào)的前半周期，第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2的前一個(gè)傳輸門開關(guān)tg1為開啟狀態(tài)，第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2的后一個(gè)傳輸門開關(guān)tg2為關(guān)閉狀態(tài)，而第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4的前一個(gè)傳輸門開關(guān)tg1為關(guān)閉狀態(tài)，第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4的后一個(gè)傳輸門開關(guān)tg2為開啟狀態(tài)；而后，在差分信號(hào)的后半周期，第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2的前一個(gè)傳輸門開關(guān)tg1為關(guān)閉狀態(tài)，第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2的后一個(gè)傳輸門開關(guān)tg2為開啟狀態(tài)，而第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4的前一個(gè)傳輸門開關(guān)tg1為開啟狀態(tài)，第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4的后一個(gè)傳輸門開關(guān)tg2為關(guān)閉狀態(tài)，以此，實(shí)現(xiàn)第一開關(guān)電容濾波器scf1和第三開關(guān)電容濾波器scf3分別對(duì)一個(gè)子差分信號(hào)的前半周期和后半周期進(jìn)行采樣，而第二開關(guān)電容濾波器cf2和第四開關(guān)電容濾波器scf4分別對(duì)另一個(gè)子差分信號(hào)的前半周期和后半周期進(jìn)行采樣。

進(jìn)一步的，參考圖8a所示，所述第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2之間設(shè)置有多個(gè)并聯(lián)設(shè)置的金屬-絕緣體-金屬(mim)電容；以及，所述第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4之間設(shè)置有多個(gè)并聯(lián)金屬-絕緣體-金屬(mim)電容。即，開關(guān)電容濾波模塊可以包括設(shè)置于第一開關(guān)電容濾波器scf1和第二開關(guān)電容濾波器scf2之間的兩組電容組，每一電容組包括兩個(gè)并聯(lián)的電容，且一電容組連接于第一開關(guān)電容濾波器scf1的兩個(gè)傳輸門開關(guān)的公共端和第二開關(guān)電容濾波器scf2的兩個(gè)傳輸門開關(guān)的公共端之間，以及，另一電容組連接于第一開關(guān)電容濾波器scf1的tg2輸出端和第二開關(guān)電容濾波器scf2的tg2輸出端之間；以及，還包括設(shè)置于第三開關(guān)電容濾波器scf3和第四開關(guān)電容濾波器scf4之間的兩組電容組，每一電容組包括兩個(gè)并聯(lián)的電容，且一電容組連接于第三開關(guān)電容濾波器scf3的兩個(gè)傳輸門開關(guān)的公共端和第四開關(guān)電容濾波器scf4的兩個(gè)傳輸門開關(guān)的公共端之間，以及，另一電容組連接于第三開關(guān)電容濾波器scf3的tg2輸出端和第四開關(guān)電容濾波器scf4的tg2輸出端之間。其中優(yōu)選的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電容組中，兩個(gè)電容分別是金屬-絕緣體-金屬(mim)電容，即，電容組為并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)金屬-絕緣體-金屬(mim)電容c’。

其中，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的所述開關(guān)電容濾波模塊的采樣時(shí)鐘信號(hào)與所述磁感測(cè)器的時(shí)鐘信號(hào)的頻率相同，且延遲一預(yù)定時(shí)間?？蛇x的，所述預(yù)定時(shí)間為所述磁感測(cè)器時(shí)鐘信號(hào)的1/4周期(如圖8b所示采樣時(shí)鐘信號(hào)比磁感測(cè)器時(shí)鐘信號(hào)延時(shí)1/4周期)以避開差分信號(hào)的波峰及波谷處進(jìn)行采樣，提高信號(hào)采樣的精確度。以及，所述開關(guān)電容濾波模塊的采樣頻率和所述第一斬波開關(guān)的斬波頻率相同。

其中，所述開關(guān)電容濾波模塊124加法器1241，加法器1241用于將所述第一采樣信號(hào)p2a和n2a和第二采樣信號(hào)p2b和n2b通過相加方式進(jìn)行偏差消除并將得到的差分信號(hào)進(jìn)行增益放大。具體的，所述第一采樣信號(hào)包括由第一開關(guān)電容濾波器scf1輸出的第一子采樣信號(hào)p2a與所述第二開關(guān)電容濾波器scf2輸出的第二子采樣信號(hào)n2a；所述第二采樣信號(hào)包括第三開關(guān)電容濾波器scf3輸出的第三子采樣信號(hào)p2b與所述第四開關(guān)電容濾波器scf4輸出的第四子采樣信號(hào)n2b。其中，所述加法器1241將所述第一、第三子采樣信號(hào)p2a和p2b轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)并通過相加方式消除偏差信號(hào)；以及，將所述第二、第四子采樣信號(hào)n2a和n2b轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)并通過相加方式消除偏差信號(hào)，而后輸出一對(duì)差分信號(hào)p3和n3。

參考圖8c所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種加法器的結(jié)構(gòu)示意圖，加法器包括一運(yùn)算放大器a’和三個(gè)電壓電流轉(zhuǎn)換器分別為第一電壓電流轉(zhuǎn)換器m1、第二電壓電流轉(zhuǎn)換器m2和第三電壓電流轉(zhuǎn)換器m3。在本實(shí)施例中，每個(gè)電壓電流轉(zhuǎn)換器均與電流源連接，且每個(gè)電壓電流轉(zhuǎn)換器均包括兩個(gè)mos管。其中，第一電壓電流轉(zhuǎn)換器m1的一mos管的柵極接入采樣信號(hào)p2a、且該mos管的輸出端連接運(yùn)算放大器a’的同相端，另一mos管的柵極接入采樣信號(hào)n2a、且該mos管的輸出端連接運(yùn)算放大器a’的反相端；第二電壓電流轉(zhuǎn)換器m2的一mos管的柵極接入采樣信號(hào)p2b、且該mos管的輸出端連接運(yùn)算放大器a’的同相端，另一mos管的柵極接入采樣信號(hào)n2b、且該mos管的輸出端連接運(yùn)算放大器a’的反相端；且第三電壓電流轉(zhuǎn)換器m3的一mos管的柵極接入運(yùn)算放大器a’輸出的差分信號(hào)n3、且該mos管的輸出端連接運(yùn)算放大器a’的同相端，而另一mos管的柵極接入運(yùn)算放大器a’輸出的差分信號(hào)p3、且該mos管的輸出端連接運(yùn)算放大器a’的反相端。其中，加法器的電壓電流轉(zhuǎn)換器將輸入的采用信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流后通過相加方式消除偏差，并經(jīng)其運(yùn)算放大器增益放大后輸出。在其他實(shí)施例中，也可不設(shè)置運(yùn)算放大器a’，在此處僅對(duì)所述開關(guān)電容濾波器輸出的信號(hào)進(jìn)行消除偏差處理。

其中，較佳的該加法器的輸入端設(shè)置源極反饋電阻，以保證電壓電流轉(zhuǎn)換器中mos管處于飽和區(qū)。即，參考圖8c所示，在每個(gè)電壓電流轉(zhuǎn)換器中兩個(gè)mos管源極之間連接一串聯(lián)電阻r’，以保證電壓電流轉(zhuǎn)換器中mos管處于飽和區(qū)?？蛇x的，本申請(qǐng)實(shí)施例可選的所述加法器為跨導(dǎo)放大器。以及，所述加法器的增益為2。

經(jīng)開關(guān)電容濾波模塊對(duì)信號(hào)處理后，需要將差分信號(hào)p3和n3輸出，并被傳輸至第二放大模塊125中，第二放大模塊125對(duì)差分信號(hào)p3和n3進(jìn)一步增益放大。較佳的，第二放大模塊可以為可編程增益放大器，且所述可編程增益放大器的增益為5。

結(jié)合圖9，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的信號(hào)處理單元的信號(hào)處理過程進(jìn)行說明，圖9左邊示出各模塊在周期時(shí)鐘信號(hào)下的各差分信號(hào)輸出，右邊是對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻域示意圖。

從上面介紹到的內(nèi)容可知，第一斬波開關(guān)的輸出信號(hào)vout是偏差信號(hào)vos和理想磁場(chǎng)信號(hào)vin的疊加，同時(shí)等于差分信號(hào)p1與n1的差值，差分信號(hào)p1與n1大小相等，方向相反。依據(jù)前面描述可知在時(shí)鐘信號(hào)ck1的前后兩個(gè)半周期，第一斬波開關(guān)輸出的理想磁場(chǎng)電壓信號(hào)大小相等，方向相反。參考圖9左邊圖示，信號(hào)p1在時(shí)鐘信號(hào)前后兩個(gè)半周期分別用p1a和p1b表示，信號(hào)n1在時(shí)鐘信號(hào)前后兩個(gè)半周期分別用n1a和n1b表示，其輸出分別為：

p1a＝(vos+vin)/2；p1b＝(vos-vin)/2

n1a＝-p1a＝-(vos+vin)/2；n1b＝-p1b＝-(vos-vin)/2

為便于理解，下面的描述中省略差分信號(hào)的系數(shù)1/2，經(jīng)過第一放大器a1，第二斬波開關(guān)的輸入信號(hào)為一對(duì)差分信號(hào)p1’和n1’，信號(hào)p1’在時(shí)鐘信號(hào)前后兩個(gè)半周期分別用p1a’和p1b’表示，信號(hào)n1’在時(shí)鐘信號(hào)前后兩個(gè)半周期分別用n1a’和n1b’表示，由于所述第一放大器a1的帶寬限制，經(jīng)所述第一放大器a1輸出的差分信號(hào)為三角波差分信號(hào)，下述公式僅為信號(hào)形式，其輸出分別為：

p1a’＝a(voff+vin)/2；p1b’＝a(voff-vin)/2

n1a’＝-p1a’＝-a(voff+vin)/2；n1b’＝-p1b’＝-a(voff-vin)/2

其中，a是第一放大器的放大倍數(shù)，voff是第一放大器的輸出信號(hào)中的固定偏差，等于磁感測(cè)器5的固定偏差vos和第一放大器的固定偏差之和。為便于理解，下面的描述中省略差分信號(hào)的系數(shù)和放大器的放大系數(shù)。

則經(jīng)過開關(guān)電容濾波模塊后：

第二斬波開關(guān)z2被配置為在每個(gè)時(shí)鐘周期的前半周期直接輸出該對(duì)差分信號(hào)而在每個(gè)時(shí)鐘周期的后半周期將該對(duì)差分信號(hào)互換輸出，第二斬波開關(guān)的一對(duì)差分輸出信號(hào)表示為p2和n2。信號(hào)p2在時(shí)鐘信號(hào)前后兩個(gè)半周期分別用p2a和p2b表示，信號(hào)n2在時(shí)鐘信號(hào)前后兩個(gè)半周期分別用n2a和n2b表示，其輸出分別為：

p2a＝p1a’＝(voff+vin)；p2b＝n1b’＝-(voff-vin)

n2a＝n1a’＝-(voff+vin)；n2b＝p1b’＝(voff-vin)；

開關(guān)電容濾波模塊124對(duì)于差分信號(hào)p2和n2中每個(gè)信號(hào)，在每個(gè)時(shí)鐘周期的前后兩個(gè)半周期內(nèi)分別采集數(shù)據(jù)并分為兩對(duì)采樣信號(hào)，即一對(duì)是p2a和p2b，另一對(duì)是n2a和n2b。

上述經(jīng)過采樣得到的四路信號(hào)經(jīng)過所述加法器，輸出p3和n3；加法器對(duì)兩對(duì)采樣信號(hào)分別進(jìn)行相加處理，其輸出分別為：

p3＝p2a+p2b＝(voff+vin)+(-(voff-vin))＝2vin

n3＝n2a+n2b＝-(voff+vin)+(voff-vin)＝-2vin

可以看出，開關(guān)電容濾波電路的輸出信號(hào)p3和n3中只有磁場(chǎng)信號(hào)，偏差信號(hào)已被消除。

參考圖9右邊圖示，從頻域的角度來看，經(jīng)過第一斬波開關(guān)，磁感測(cè)器輸出的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)被分別分離到基帶頻率和斬波頻率，斬波頻率為時(shí)鐘信號(hào)的頻率，如前面所述，斬波頻率較佳的為幾百k赫茲，基帶頻率與外部磁場(chǎng)的變化頻率相等。當(dāng)將本實(shí)施例的磁傳感器集成電路用于同步電機(jī)控制時(shí)，外部磁場(chǎng)可是永磁轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，其變化頻率等于交流電源頻率的2倍。當(dāng)該同步電機(jī)由通常的50赫茲或60赫茲的市電交流電供電時(shí)，基帶頻率為100赫茲或120赫茲。經(jīng)過第二斬波開關(guān)，經(jīng)放大的偏差信號(hào)和磁場(chǎng)信號(hào)被交換到所述斬波頻率和基帶頻率。由于本申請(qǐng)實(shí)施例中，斬波頻率和基帶頻率的頻域跨度非常大，要求所述斬波放大器123在具有高增益的同時(shí)還具有高帶寬處理能力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)理想檢測(cè)信號(hào)的增益放大。

相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種電機(jī)組件，如圖10所示，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種電機(jī)組件的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電機(jī)組件包括：由一交流電源100供電的電機(jī)200；與所述電機(jī)200串聯(lián)的雙向?qū)ㄩ_關(guān)300；以及依據(jù)本申請(qǐng)上述任一實(shí)施例所提供的磁傳感器集成電路400，所述磁傳感器集成電路400的輸出端口與所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)300的控制端電連接。優(yōu)選的，所述電機(jī)組件還包括降壓電路500，用于將所述交流電源100降壓后提供給所述磁傳感器集成電路400。磁傳感器集成電路400靠近電機(jī)200的轉(zhuǎn)子安裝以感知轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)變化。優(yōu)選的，雙向?qū)ㄩ_關(guān)300可以是三端雙向可控硅開關(guān)(triac)?？梢岳斫?，雙向?qū)ㄩ_關(guān)也可由其他類型的合適的開關(guān)實(shí)現(xiàn)，例如可以包括反向并聯(lián)的兩個(gè)硅控整流器，并設(shè)置相應(yīng)的控制電路，依據(jù)磁傳感器集成電路的輸出端口的輸出信號(hào)經(jīng)所述控制電路按照預(yù)定方式控制這兩個(gè)硅控整流器。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述電機(jī)為同步電機(jī)，可以理解，本發(fā)明的磁傳感器集成電路不僅適用于同步電機(jī)，也適用于其他類型的永磁電機(jī)如直流無(wú)刷電機(jī)。如圖11所示，所述同步電機(jī)包括定子和可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子11。定子具有定子鐵心12及繞設(shè)于定子鐵心12上的定子繞組16。定子鐵心12可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、硅鋼等軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子11具有永磁鐵，定子繞組16與交流電源串聯(lián)時(shí)轉(zhuǎn)子11在穩(wěn)態(tài)階段以60f/p圈/分鐘的轉(zhuǎn)速恒速運(yùn)行，其中f是所述交流電源的頻率，p是轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)。本實(shí)施例中，定子鐵心12具有兩相對(duì)的極部14。每一極部具有極弧面15，轉(zhuǎn)子11的外表面與極弧面15相對(duì)，兩者之間形成基本均勻氣隙。本申請(qǐng)所稱基本均勻的氣隙，是指定子與轉(zhuǎn)子之間大部分形成均勻氣隙，只有較少部分為非均勻氣隙。優(yōu)選的，定子極部的極弧面15上設(shè)內(nèi)凹的起動(dòng)槽17，極弧面15上除起動(dòng)槽17以外的部分則與轉(zhuǎn)子同心。上述配置可形成不均勻磁場(chǎng)，保證轉(zhuǎn)子在靜止時(shí)其極軸s1相對(duì)于定子極部的中心軸s2傾斜一個(gè)角度，允許電機(jī)在集成電路的作用下每次通電時(shí)轉(zhuǎn)子可以具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。其中轉(zhuǎn)子的極軸s1指轉(zhuǎn)子兩個(gè)極性不同的磁極之間的分界線，定子極部14的中心軸s2指經(jīng)過定子兩個(gè)極部14中心的連線。本實(shí)施例中，定子和轉(zhuǎn)子均具有兩個(gè)磁極?？梢岳斫獾?，在更多實(shí)施例中，定子和轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)也可以不相等，且具有更多磁極，例如四個(gè)、六個(gè)等。

較佳的，所述輸出控制電路30被配置為在所述交流電源100為正半周期且所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路20檢測(cè)所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)為第一極性、或者所述交流電源100為負(fù)半周期且所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路20檢測(cè)所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)為與所述第一極性相反的第二極性時(shí)，使所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)300導(dǎo)通。當(dāng)所述交流電源100為負(fù)半周期且永磁轉(zhuǎn)子為所述第一極性，或者所述交流電源100為正半周期且所述永磁轉(zhuǎn)子為第二極性時(shí),使所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)300截止。

本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，雙向?qū)ㄩ_關(guān)300采用三端雙向可控硅開關(guān)(triac)?？梢岳斫猓p向?qū)ㄩ_關(guān)也可由其他類型的合適的開關(guān)實(shí)現(xiàn)，例如可以包括反向并聯(lián)的兩個(gè)硅控整流器，并設(shè)置相應(yīng)的控制電路，依據(jù)磁傳感器集成電路的輸出端口的輸出信號(hào)經(jīng)所述控制電路按照預(yù)定方式控制這兩個(gè)硅控整流器。所述輸出控制電路采用圖9所示的電路，當(dāng)交流電源100輸出的信號(hào)位于正半周期且磁場(chǎng)檢測(cè)電路2輸出低電平時(shí)，輸出控制電路30中第一開關(guān)31導(dǎo)通而第二開關(guān)32斷開，電流依次流過交流電源100、電機(jī)200、集成電路400的第一輸入端子、降壓電路500、所述全波整流橋的第二二極管612輸出端、輸出控制電路30的第一開關(guān)31，自輸出端口流向雙向?qū)ㄩ_關(guān)300回到交流電源100。triac300導(dǎo)通后，降壓電路500和磁傳感器集成電路400形成的串聯(lián)支路被短路，磁傳感器集成電路400因無(wú)供電電壓而停止輸出，而triac300由于流過其兩個(gè)陽(yáng)極之間的電流足夠大(高于其維持電流)，在控制極與其第一陽(yáng)極間無(wú)驅(qū)動(dòng)電流的情況下，triac300仍保持導(dǎo)通。當(dāng)交流電源100輸出的信號(hào)位于負(fù)半周期且磁場(chǎng)檢測(cè)電路2輸出高電平時(shí)，輸出控制電路30中第一開關(guān)31斷開而第二開關(guān)32導(dǎo)通，電流從交流電源100流出，自雙向?qū)ㄩ_關(guān)300流入輸出端口，經(jīng)輸出控制電路30的第二開關(guān)32、所述全波整流橋的接地輸出端和第一二極管611、集成電路400的第一輸入端子、電機(jī)200回到交流電源100。同樣的，triac300導(dǎo)通后，磁傳感器集成電路400因被短路而停止輸出短路，triac300則可保持導(dǎo)通。當(dāng)交流電源100輸出的信號(hào)位于正半周期且磁場(chǎng)檢測(cè)電路2輸出高電平，或者交流電源100輸出的信號(hào)位于負(fù)半周期且磁場(chǎng)檢測(cè)電路2輸出低電平，輸出控制電路30中第一開關(guān)31和第二開關(guān)32均不能導(dǎo)通,triac300截止。由此，所述輸出控制電路30可基于交流電源100的極性變化和磁場(chǎng)檢測(cè)信息，使所述傳感器集成電路控制雙向?qū)ㄩ_關(guān)300以預(yù)定方式在導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)之間切換，進(jìn)而控制定子繞組16的通電方式，使定子產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)配合轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)位置，只沿單個(gè)方向拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而保證電機(jī)每次通電時(shí)轉(zhuǎn)子具有固定的旋轉(zhuǎn)方向。

可以理解，前面只是結(jié)合一種可能的應(yīng)用對(duì)本發(fā)明的磁傳感器集成電路做出的描述，本發(fā)明的磁傳感器并不僅限于上述應(yīng)用，例如，不僅用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)，還可用于其他具有磁場(chǎng)檢測(cè)的應(yīng)用。

在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電機(jī)組件中，電機(jī)可以與雙向?qū)ㄩ_關(guān)形成第一串聯(lián)支路，所述第一串聯(lián)支路與降壓電路和磁傳感器集成電路形成的第二串聯(lián)支路并聯(lián)于交源電源兩端之間。磁傳感器集成電路的輸出端口與雙向?qū)ㄩ_關(guān)連接，控制雙向?qū)ㄩ_關(guān)以預(yù)定方式在導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)之間切換，進(jìn)而控制定子繞組的通電方式。

相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種應(yīng)用設(shè)備，包括由一交流電源供電的電機(jī)；與所述電機(jī)串聯(lián)的雙向?qū)ㄩ_關(guān)；以及上述任意一實(shí)施例提供的磁傳感器集成電路，所述磁傳感器集成電路的輸出端口與所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)的控制端電連接?？蛇x的，所述應(yīng)用設(shè)備可以為泵、風(fēng)扇、家用電器、車輛等應(yīng)用設(shè)備中，所述家用電器例如可以是洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、抽油煙機(jī)、排氣扇等。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種磁傳感器、磁傳感器集成電路、電機(jī)組件及家用電器，包括用于連接外部電源的輸入端口、輸出端口及磁場(chǎng)檢測(cè)電路，所述磁場(chǎng)檢測(cè)電路包括用于感知外部磁場(chǎng)并輸出檢測(cè)信號(hào)的磁感測(cè)器、用于對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大去干擾處理的信號(hào)處理單元；其中，所述信號(hào)處理單元包括開關(guān)電容濾波模塊，用于對(duì)磁感測(cè)器輸出的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)放大后得到的差分信號(hào)進(jìn)行采樣濾波。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過對(duì)現(xiàn)有的磁傳感器的功能進(jìn)行擴(kuò)展，能夠降低整體電路成本，提高可靠性。此外，本案加法器的輸入端設(shè)置源極反饋電阻，可以確保所述電壓電流轉(zhuǎn)換器中的mos管工作在飽和區(qū)。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。