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應(yīng)點的相位差，相位差越接近0代表霍爾精度越高。

測試準備

在前期準備時，按照電機反電勢測量的標準準備實驗設(shè)備即可，以下默認電機能夠正常勻速旋轉(zhuǎn)，實驗室有示波器一臺。電機三相記作ABC，霍爾三相記作UVW，電機及霍爾各相一一對應(yīng)，即A-U、B-V、C-W。

測試項次

1 三相霍爾信號

2 各相霍爾信號精度

三相霍爾信號

使用三個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

標準波形如下圖所示：

圖5.1 典型120°霍爾測試波形

時間差換算電角度公式如下：

各相霍爾精度測試

在進行該項測試時，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有高壓反電勢與低壓霍爾信號之間產(chǎn)生干擾的風險，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與U相上升沿、線反電勢的過零點與U相下降沿的時間差，換算成電角度后觀察是否滿足前期設(shè)計要求。其余兩相可按照相同方法進行測量，單位可以是時間也可以是電角度，測量完成后記錄成如下表格：

表5.2 測試結(jié)果記錄表

若實驗條件足夠，可進行多通道同時測量，則可以在電機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“Y”形回路，此時測量的三相反電勢即為相反電勢?；魻柼冄貞?yīng)與兩相之間的交點相對應(yīng)，測試記錄表格與上表相同，標準測試波形如下圖所示：

圖5.2 典型6通道測試波形

6 霍爾測試時常見的波形問題

以8極48槽電機為例，當電機處于9000rpm時，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，其中紅色信號為霍爾波形，藍色信號為反電勢波形，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 霍爾信號不變，不能隨磁場變化做出跳變。

3 霍爾信號跳變沿與反電勢過零點的電角度差過大。

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

4 霍爾信號占空比不準確，不是精確的50%占空比。

5 兩相霍爾信號之間的電角度差值與設(shè)計值不符。

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

7 總結(jié)

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