5 霍爾傳感器的測試方法

本文僅介紹霍爾傳感器的精度測試方法。所謂霍爾精度，即霍爾傳感器跳變沿與反電勢對(duì)應(yīng)點(diǎn)的相位差，相位差越接近0代表霍爾精度越高。

測試準(zhǔn)備

在前期準(zhǔn)備時(shí)，按照電機(jī)反電勢測量的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備即可，以下默認(rèn)電機(jī)能夠正常勻速旋轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)室有示波器一臺(tái)。電機(jī)三相記作ABC，霍爾三相記作UVW，電機(jī)及霍爾各相一一對(duì)應(yīng)，即A-U、B-V、C-W。

測試項(xiàng)次

1 三相霍爾信號(hào)

2 各相霍爾信號(hào)精度

三相霍爾信號(hào)

使用三個(gè)示波器探頭分別測量霍爾三相輸出線，記錄下霍爾波形，測量以下參數(shù)：

表5.1 記錄參數(shù)表

標(biāo)準(zhǔn)波形如下圖所示：

圖5.1 典型120°霍爾測試波形

時(shí)間差換算電角度公式如下：

各相霍爾精度測試

在進(jìn)行該項(xiàng)測試時(shí)，示波器最好選用隔離示波器，若不使用隔離示波器則可能會(huì)有高壓反電勢與低壓霍爾信號(hào)之間產(chǎn)生干擾的風(fēng)險(xiǎn)，影響測量精度。

示波器通道1接引出線AB，測量線反電勢，通道2接U相，測量線反電勢的過零點(diǎn)與U相上升沿、線反電勢的過零點(diǎn)與U相下降沿的時(shí)間差，換算成電角度后觀察是否滿足前期設(shè)計(jì)要求。其余兩相可按照相同方法進(jìn)行測量，單位可以是時(shí)間也可以是電角度，測量完成后記錄成如下表格：

表5.2 測試結(jié)果記錄表

若實(shí)驗(yàn)條件足夠，可進(jìn)行多通道同時(shí)測量，則可以在電機(jī)ABC各相上連接一顆電阻，電阻應(yīng)大于10K，將三顆電阻另一端連接在一塊，形成一個(gè)“Y”形回路，此時(shí)測量的三相反電勢即為相反電勢?；魻柼冄貞?yīng)與兩相之間的交點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，測試記錄表格與上表相同，標(biāo)準(zhǔn)測試波形如下圖所示：

圖5.2 典型6通道測試波形

6 霍爾測試時(shí)常見的波形問題

以8極48槽電機(jī)為例，當(dāng)電機(jī)處于9000rpm時(shí)，反電勢頻率為600Hz，霍爾頻率為600Hz，為方便講解，使用單相反電勢與霍爾波形測試結(jié)果作為示例，其中紅色信號(hào)為霍爾波形，藍(lán)色信號(hào)為反電勢波形，根據(jù)4.4所述的問題，分別列出其典型波形圖如下：

1 正常波形如下圖所示：

2 霍爾信號(hào)不變，不能隨磁場變化做出跳變。

3 霍爾信號(hào)跳變沿與反電勢過零點(diǎn)的電角度差過大。

由圖可看出霍爾電信號(hào)均超前與反電勢波形，測量點(diǎn)1為霍爾跳變點(diǎn)，測量點(diǎn)2為反電勢過零點(diǎn)，測量點(diǎn)1、2之間時(shí)間差為96us。通過5.1中所示公式計(jì)算可得，當(dāng)前電角度差為（96/1666）*360=20.7°。

4 霍爾信號(hào)占空比不準(zhǔn)確，不是精確的50%占空比。

5 兩相霍爾信號(hào)之間的電角度差值與設(shè)計(jì)值不符。

由圖可看出，紅色相與藍(lán)色相有120°的電角度差，綠色相與藍(lán)色相電角度差不為120°，所以綠色相存在電角度分布不正確的問題。

7 總結(jié)

隨著電動(dòng)車的愈發(fā)普及，電車市場不斷增長，勢必會(huì)帶動(dòng)下沉市場產(chǎn)品油轉(zhuǎn)電升級(jí)，在可預(yù)見的將來，該市場產(chǎn)品對(duì)霍爾方案的嘗試會(huì)逐步增多。通過本文所述的設(shè)計(jì)方法，能夠從元器件選型、霍爾檢測位置、定位方式選擇等幾個(gè)方面完成一種穩(wěn)定的霍爾傳感器設(shè)計(jì)。