霍爾開關(guān)控制電路的制作方法
【專利摘要】霍爾開關(guān)電路通過降壓模塊將輸入電源電壓降低到霍爾開關(guān)所需的額定電壓?;魻栭_關(guān)再與電壓比較模塊連接,通過電壓比較模塊的輸出信號控制開關(guān)管模塊的導通與斷開,進而控制負載的工作狀態(tài)。由于電壓比較模塊的兩個輸入端分別接霍爾開關(guān)和電壓調(diào)節(jié)模塊。因此,在霍爾開關(guān)位置固定時,通過改變電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓,能夠控制開關(guān)管模塊的導通與斷開,進而控制負載驅(qū)動模塊及負載。而根據(jù)電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓的改變范圍對應的霍爾開關(guān)磁感應強度差較高,因而能夠提高霍爾開關(guān)的抗干擾能力。
【專利說明】
霍爾開關(guān)控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及霍爾開關(guān)控制電路,特別是涉及一種抗干擾能力強的霍爾開關(guān)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的霍爾開關(guān)的導通與關(guān)斷都是由磁感應強度來決定,這需要建立磁鐵滑塊與霍爾器件之間的距離模型,不斷的嘗試霍爾器件最佳的安裝位置。同時在油田、石化、網(wǎng)電等巡檢、列檢、巡維場所,燈具通常和對講機同時使用,由于對講機的強磁干擾,霍爾開關(guān)工作易受到干擾。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]基于此,有必要提供一種抗干擾能力強的霍爾開關(guān)控制電路。
[0004]—種霍爾開關(guān)控制電路,包括用于將輸入電壓降低到霍爾開關(guān)所需額定電壓的降壓模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊、用于比較所述霍爾開關(guān)和所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓的電壓比較模塊及用于根據(jù)所述電壓比較模塊輸出信號控制自身導通與斷開的開關(guān)管模塊;
[0005]所述降壓模塊輸入端接輸入電源、輸出端接所述霍爾開關(guān);所述電壓比較模塊的第一輸入端接所述霍爾開關(guān)的輸出端、第二輸入端接所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端、輸出端接所述開關(guān)管模塊的輸入端;所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸入端接輸入電源;所述開關(guān)管模塊的輸出端接負載驅(qū)動模塊;所述電壓調(diào)節(jié)模塊用于調(diào)節(jié)輸出端的電壓值,使得所述霍爾開關(guān)在位置固定時控制開關(guān)管模塊的導通與斷開。
[0006]在其中一個實施例中,所述降壓模塊包括電容Cl、電容C2及降壓芯片Ul ;所述降壓芯片Ul的輸入端、輸出端對應為所述降壓模塊的輸入端、輸出端;所述電容Cl 一端接所述降壓芯片Ul的輸入端,另一端接地;所述電容C2—端接所述降壓芯片Ul的輸出端,另一端接地。
[0007]在其中一個實施例中,所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括滑動電阻RVl和電阻R5 ;所述滑動電阻R5的兩固定端分別接輸入電源和所述電壓比較模塊的第二輸入端,所述電阻R5的一端接所述電壓比較模塊的第二輸入端,另一端接地。
[0008]在其中一個實施例中,所述電壓比較模塊包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、二極管D2及比較器U3 ;所述電阻R2 —端接所述霍爾開關(guān)的輸出端,另一端接所述比較器U3的同相輸入端;所述電阻R3的一端接所述比較器U3的同相輸入端,另一端接所述比較器U3的輸出端;所述電阻R4—端接輸入電源,另一端接所述比較器U3的輸出端;所述二極管D2的正極接所述比較器U3的輸出端,負極接所述開關(guān)管模塊的輸入端;所述比較器U3的反相輸入端接所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端。
[0009]在其中一個實施例中,所述開關(guān)管模塊包括電阻R6、電阻R7和場效應管Ql ;所述電阻R6 —端接所述電壓比較模塊的輸出端,另一端接所述場效應管Ql的柵極;所述電阻R7—端接地,另一端接所述場效應管Ql的柵極,所述場效應管Ql的漏極接所述負載驅(qū)動模塊、源極接地。
[0010]在其中一個實施例中,所述負載驅(qū)動模塊包括電阻R10、電阻R8、電阻R9、電容C3、電容C4、電感L1、LED驅(qū)動芯片U4、貼片三極管Q5及肖特基二極管D3 ;所述LED驅(qū)動芯片U4的電源端接電源、接地端接所述開關(guān)管模塊的輸出端、待機控制端接所述電阻R10、感應輸入端接電壓反饋端及所述貼片三極管Q5的集電極、輸出端接所述貼片三極管Q5的基極;所述貼片三極管Q5的發(fā)射極接所述肖特基二極管D3的正極;所述肖特基二極管D3的負極接LED的負極,所述肖特基二極管D3的正極接電源,所述電感LI 一端接電源,另一端接LED的正極;所述電容C4的兩端分別接LED的正極和負極;所述電阻R8 —端接電源,另一端接所述LED驅(qū)動芯片U4的待機控制端;所述電阻RlO遠離所述LED驅(qū)動芯片U4待機控制端的一端接所述開關(guān)管模塊的輸出端;所述電容C3 —端接電源,另一端接所述開關(guān)管模塊的輸出端;所述電阻R9—端接所述貼片三極管Q5的集電極,另一端接所述開關(guān)管模塊的輸出端。
[0011]上述霍爾開關(guān)電路通過降壓模塊將輸入電源電壓降低到霍爾開關(guān)所需的額定電壓?;魻栭_關(guān)再與電壓比較模塊連接,通過電壓比較模塊的輸出信號控制開關(guān)管模塊的導通與斷開,進而控制負載的工作狀態(tài)。由于電壓比較模塊的兩個輸入端分別接霍爾開關(guān)和電壓調(diào)節(jié)模塊。因此,在霍爾開關(guān)位置固定時,通過改變電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓,能夠控制開關(guān)管模塊的導通與斷開,進而控制負載驅(qū)動模塊及負載。而根據(jù)電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓的改變范圍對應的霍爾開關(guān)磁感應強度差較高,因而能夠提高霍爾開關(guān)的抗干擾能力。
【附圖說明】
[0012]圖1為霍爾開關(guān)控制電路的模塊圖;
[0013]圖2為霍爾開關(guān)控制電路的原理圖;
[0014]圖3為霍爾開關(guān)輸出電壓隨磁場強度的變化不意圖;
[0015]圖4為靜態(tài)輸出電壓隨電源電壓的變化示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示,為霍爾開關(guān)控制電路的模塊圖。
[0017]—種霍爾開關(guān)控制電路,包括用于將輸入電壓降低到霍爾開關(guān)所需額定電壓的降壓模塊101、電壓調(diào)節(jié)模塊102、用于比較所述霍爾開關(guān)和所述電壓調(diào)節(jié)模塊102的輸出電壓的電壓比較模塊103及用于根據(jù)所述電壓比較模塊103輸出信號控制自身導通與斷開的開關(guān)管模塊104。
[0018]所述降壓模塊10輸入端接輸入電源、輸出端接所述霍爾開關(guān);所述電壓比較模塊103的第一輸入端接所述霍爾開關(guān)的輸出端、第二輸入端接所述電壓調(diào)節(jié)模塊102的輸出端、輸出端接所述開關(guān)管模塊104的輸入端;所述電壓調(diào)節(jié)模塊102的輸入端接輸入電源;所述開關(guān)管模塊104的輸出端接負載驅(qū)動模塊105 ;所述電壓調(diào)節(jié)模塊102用于調(diào)節(jié)輸出端的電壓值,使得所述霍爾開關(guān)在位置固定時控制開關(guān)管模塊104的導通與斷開。
[0019]請結(jié)合圖2。
[0020]降壓模塊101包括電容Cl、電容C2及降壓芯片Ul ;所述降壓芯片Ul的輸入端、輸出端對應為所述降壓模塊101的輸入端、輸出端;所述電容Cl 一端接所述降壓芯片Ul的輸入端,另一端接地;所述電容C2 —端接所述降壓芯片Ul的輸出端,另一端接地。
[0021]電壓調(diào)節(jié)模塊102包括滑動電阻RVl和電阻R5 ;所述滑動電阻R5的兩固定端分別接輸入電源和所述電壓比較模塊103的第二輸入端,所述電阻R5的一端接所述電壓比較模塊103的第二輸入端,另一端接地。
[0022]電壓比較模塊103包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、二極管D2及比較器U3 ;所述電阻R2 —端接所述霍爾開關(guān)的輸出端,另一端接所述比較器U3的同相輸入端;所述電阻R3的一端接所述比較器U3的同相輸入端,另一端接所述比較器U3的輸出端;所述電阻R4 —端接輸入電源,另一端接所述比較器U3的輸出端;所述二極管D2的正極接所述比較器U3的輸出端,負極接所述開關(guān)管模塊104的輸入端;所述比較器U3的反相輸入端接所述電壓調(diào)節(jié)模塊102的輸出端。
[0023]開關(guān)管模塊104包括電阻R6、電阻R7和場效應管Ql ;所述電阻R6 —端接所述電壓比較模塊103的輸出端,另一端接所述場效應管Ql的柵極;所述電阻R7 —端接地,另一端接所述場效應管Ql的柵極,所述場效應管Ql的漏極接所述負載驅(qū)動模塊、源極接地。
[0024]負載驅(qū)動模塊105包括電阻R10、電阻R8、電阻R9、電容C3、電容C4、電感L1、LED驅(qū)動芯片U4、貼片三極管Q5及肖特基二極管D3 ;所述LED驅(qū)動芯片U4的電源端接電源、接地端接所述開關(guān)管模塊104的輸出端、待機控制端接所述電阻R10、感應輸入端接電壓反饋端及所述貼片三極管Q5的集電極、輸出端接所述貼片三極管Q5的基極;所述貼片三極管Q5的發(fā)射極接所述肖特基二極管D3的正極;所述肖特基二極管D3的負極接LED的負極,所述肖特基二極管D3的正極接電源,所述電感LI 一端接電源,另一端接LED的正極;所述電容C4的兩端分別接LED的正極和負極;所述電阻R8 —端接電源,另一端接所述LED驅(qū)動芯片U4的待機控制端;所述電阻RlO遠離所述LED驅(qū)動芯片U4待機控制端的一端接所述開關(guān)管模塊104的輸出端;所述電容C3 —端接電源,另一端接所述開關(guān)管模塊104的輸出端;所述電阻R9 —端接所述貼片三極管Q5的集電極,另一端接所述開關(guān)管模塊104的輸出端。
[0025]基于上述所有實施例,霍爾開關(guān)為線性霍爾器件,其輸入是磁感應強度,輸出是和輸入量成比例的電壓,如附圖3所示曲線。將霍爾開關(guān)的輸出電壓給到滯回比較器U3的正極端,調(diào)節(jié)滑動變阻器RVl阻值改變比較器U3反相輸入端參考電壓,從而得到需要的高低電平,也即得到驅(qū)動后端場效應管Ql的電壓。如此,能夠通過調(diào)節(jié)滑動電阻來控制場效應管Ql導通與關(guān)斷,提高了工作效率,節(jié)約了實驗成本。同時,采用滯回比較器U3,提高了抗干擾能力,增強了燈具開關(guān)的可靠性。
[0026]請結(jié)合圖3和圖4。在供電電壓為5V,磁場強度為OGS時,輸出電壓為2.6V ;磁場強度為250GS時,輸出電壓為3V。輸出電壓與磁場強度成線性關(guān)系。當設(shè)置R3/R2 = 47時,通過移動滑動變阻器RVl,設(shè)置比較器U3反相輸入端電壓為2.7V。則經(jīng)過計算可得,滯回比較器U3的高電平閾值電壓為2.76V,低電平閾值電壓為2.65V,這樣高低電平閾值之間有0.1lV的壓差?;魻栭_關(guān)HAL49E的靈敏度典型值為2mV/GS,則0.1lV對應55GS。即輸入輸出高低電平之間有55GS的磁感應強度,因此霍爾開關(guān)的抗干擾性能大大增加。
[0027]比較器U3輸出電壓通過單向二極管D2驅(qū)動場效應管Ql所構(gòu)成的開關(guān)電路。當比較器U3輸出高電平時,場效應管Ql導通,漏極接地。即負載驅(qū)動模塊105的輸入端接地,燈具工作。當比較器U3輸出低電平時,場效應管Ql不導通,燈具不工作。
[0028]從上可得出,設(shè)置比較器U3的反相輸入端參考電壓是關(guān)鍵,對于確定的磁場強度,通過調(diào)節(jié)滑動變阻器RVl改變比較器U3的反相輸入端參考電壓從而設(shè)置霍爾開關(guān)的工作點,通過設(shè)置電阻R3/R2的比值改變高低電平之間的壓差值來設(shè)置霍爾開關(guān)的抗干擾能力的強弱。
[0029]在本實施例中,在磁鐵和霍爾開關(guān)位置均固定的情況下,調(diào)節(jié)滑動電阻RVl來控制場效應管Ql導通與關(guān)斷,進而控制負載的工作狀態(tài),提高了工作效率,節(jié)約了實驗成本。同時,采用滯回比較器U3,提高了抗干擾能力,增強了燈具開關(guān)的可靠性。
[0030]基于上述所有實施例,霍爾開關(guān)控制電路的工作原理如下:
[0031]降壓芯片Ul將輸入電源的電壓降低到霍爾開關(guān)所需的額定電壓?;魻栭_關(guān)輸出電壓到比較器U3的同相輸入端。同時,輸入電壓經(jīng)滑動電阻RVl和電阻R5分壓后,輸出到比較器U3的反相輸入端。比較器U3根據(jù)霍爾開關(guān)、滑動電阻RV1、電阻R5輸出的電壓進行比較,并對應輸出高低電平信號。在比較器U3輸出高電平時,場效應管Ql導通,負載驅(qū)動模塊105驅(qū)動負載工作,即驅(qū)動燈具點亮。在比較器U3輸出低電平時,場效應管Ql截止,負載驅(qū)動模塊105停止工作。
[0032]且在改變滑動電阻RVl的電阻值時,滑動電阻RVl和電阻R5分得的電壓改變,即比較器U3的反相輸入端電壓發(fā)生變化。比較器U3的高電平閾值電壓為2.76V,低電平閾值電壓為2.65V,這樣高低電平閾值之間有0.1lV的壓差?;魻栭_關(guān)HAL49E的靈敏度典型值為2mV/GS,則0.1lV對應55GS。即輸入輸出高低電平之間有55GS的磁感應強度,因此霍爾開關(guān)的抗干擾性能大大增加。
[0033]上述霍爾開關(guān)電路通過降壓模塊101將輸入電源電壓降低到霍爾開關(guān)所需的額定電壓?;魻栭_關(guān)再與電壓比較模塊103連接,通過電壓比較模塊103的輸出信號控制開關(guān)管模塊104的導通與斷開,進而控制負載的工作狀態(tài)。由于電壓比較模塊103的兩個輸入端分別接霍爾開關(guān)和電壓調(diào)節(jié)模塊102。因此,在霍爾開關(guān)位置固定時,通過改變電壓調(diào)節(jié)模塊102的輸出電壓,能夠控制開關(guān)管模塊104的導通與斷開,進而控制負載驅(qū)動模塊105及負載。而根據(jù)電壓調(diào)節(jié)模塊102的輸出電壓的改變范圍對應的霍爾開關(guān)磁感應強度差較尚,因而能夠提尚霍爾開關(guān)的抗干擾能力。
[0034]以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0035]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此,本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種霍爾開關(guān)控制電路,其特征在于,包括用于將輸入電壓降低到霍爾開關(guān)所需額定電壓的降壓模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊、用于比較所述霍爾開關(guān)和所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出電壓的電壓比較模塊、及用于根據(jù)所述電壓比較模塊輸出信號控制自身導通與斷開的開關(guān)管豐吳塊; 所述降壓模塊輸入端接輸入電源、輸出端接所述霍爾開關(guān); 所述電壓比較模塊的第一輸入端接所述霍爾開關(guān)的輸出端、第二輸入端接所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端、輸出端接所述開關(guān)管模塊的輸入端; 所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸入端接輸入電源; 所述開關(guān)管模塊的輸出端接負載驅(qū)動模塊; 所述電壓調(diào)節(jié)模塊用于調(diào)節(jié)輸出端的電壓值,使得所述霍爾開關(guān)在位置固定時控制開關(guān)管模塊的導通與斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾開關(guān)控制電路,其特征在于,所述降壓模塊包括電容Cl、電容C2及降壓芯片Ul ;所述降壓芯片Ul的輸入端、輸出端對應為所述降壓模塊的輸入端、輸出端;所述電容Cl 一端接所述降壓芯片Ul的輸入端,另一端接地;所述電容C2—端接所述降壓芯片Ul的輸出端,另一端接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾開關(guān)控制電路,其特征在于,所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括滑動電阻RVl和電阻R5 ;所述滑動電阻R5的兩固定端分別接輸入電源和所述電壓比較模塊的第二輸入端,所述電阻R5的一端接所述電壓比較模塊的第二輸入端,另一端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾開關(guān)控制電路,其特征在于,所述電壓比較模塊包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、二極管D2及比較器U3 ;所述電阻R2 —端接所述霍爾開關(guān)的輸出端,另一端接所述比較器U3的同相輸入端;所述電阻R3的一端接所述比較器U3的同相輸入端,另一端接所述比較器U3的輸出端;所述電阻R4—端接輸入電源,另一端接所述比較器U3的輸出端;所述二極管D2的正極接所述比較器U3的輸出端,負極接所述開關(guān)管模塊的輸入端;所述比較器U3的反相輸入端接所述電壓調(diào)節(jié)模塊的輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾開關(guān)控制電路,其特征在于,所述開關(guān)管模塊包括電阻R6、電阻R7和場效應管Ql ;所述電阻R6 —端接所述電壓比較模塊的輸出端,另一端接所述場效應管Ql的柵極;所述電阻R7 —端接地,另一端接所述場效應管Ql的柵極,所述場效應管Ql的漏極接所述負載驅(qū)動模塊、源極接地。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾開關(guān)控制電路,其特征在于,所述負載驅(qū)動模塊包括電阻R10、電阻R8、電阻R9、電容C3、電容C4、電感LULED驅(qū)動芯片U4、貼片三極管Q5及肖特基二極管D3 ;所述LED驅(qū)動芯片U4的電源端接電源、接地端接所述開關(guān)管模塊的輸出端、待機控制端接所述電阻R10、感應輸入端接電壓反饋端及所述貼片三極管Q5的集電極、輸出端接所述貼片三極管Q5的基極;所述貼片三極管Q5的發(fā)射極接所述肖特基二極管D3的正極;所述肖特基二極管D3的負極接LED的負極,所述肖特基二極管D3的正極接電源,所述電感LI 一端接電源,另一端接LED的正極;所述電容C4的兩端分別接LED的正極和負極;所述電阻R8 —端接電源,另一端接所述LED驅(qū)動芯片U4的待機控制端;所述電阻RlO遠離所述LED驅(qū)動芯片U4待機控制端的一端接所述開關(guān)管模塊的輸出端;所述電容C3 —端接電源,另一端接所述開關(guān)管模塊的輸出端;所述電阻R9—端接所述貼片三極管Q5的集電極,另一端接所述開關(guān)管模塊的輸出端。
【文檔編號】H03K19/0185GK105846811SQ201510023608
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月16日
【發(fā)明人】周明杰, 李海廷
【申請人】海洋王照明科技股份有限公司, 海洋王(東莞)照明科技有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司