本發(fā)明涉及磁場檢測技術(shù)領(lǐng)域，更為具體的說，涉及一種磁傳感器集成電路、電機組件及應(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)磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數(shù)。電機行業(yè)中是磁傳感器的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域，在電動機中，可以用磁傳感器作轉(zhuǎn)子磁極位置傳感。

現(xiàn)有技術(shù)中，磁傳感器集成電路通常只能輸出磁場檢測結(jié)果，具體工作時還需要額外設(shè)置外圍電路，對所述磁場檢測結(jié)果進行處理，因此整體電路成本較高，可靠性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

為實現(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，包括整流電路、磁感測器、信號處理單元、輸出控制電路和輸出端口；

所述整流電路用于將外部電源轉(zhuǎn)換為直流電源；

所述磁感測器接收不受溫度變化影響的恒定電流以感知外部磁場的極性并輸出差分信號；

所述信號處理單元用于對所述磁感測器輸出的差分信號放大和去偏差處理后轉(zhuǎn)換為磁場檢測信號后輸出；以及，

所述輸出控制電路用于至少基于所述磁場檢測信號，使所述磁傳感器集成電路至少在自所述輸出端口向外部流出電流的第一狀態(tài)和自外部向所述輸出端口流入電流的第二狀態(tài)其中一個狀態(tài)下運行。

可選的，所述恒定電流為不受溫度變化影響的恒定電流。

可選的，所述差分信號包括磁場信號與偏差信號，所述信號處理單元包括第一斬波開關(guān)，用于將磁場信號與偏差信號分別調(diào)制到高頻區(qū)域與基帶頻率。

可選的，所述信號處理單元還包括第一放大模塊，用于對所述第一斬波開關(guān)輸出的差分信號進行增益放大，并將所述第一斬波開關(guān)輸出的差分信號中的磁場信號解調(diào)到低頻區(qū)域后輸出。

可選的，所述信號處理單元還包括開關(guān)電容濾波模塊用于用于對所述第一放大模塊輸出的差分信號進行采樣，并對采樣信號進行偏差消除與增益放大后輸出。

可選的，所述信號處理單元還包括轉(zhuǎn)換器用于將所述開關(guān)電容濾波模塊輸出的差分信號轉(zhuǎn)換為所述磁場檢測信號后輸出至所述輸出控制電路。

可選的，還包括時序控制器，用于所述時序控制器輸出第一時鐘信號至所述第一斬波開關(guān)與第一放大模塊，輸出第二時鐘信號至所述開關(guān)電容濾波模塊，以及，輸出第三時鐘信號至所述轉(zhuǎn)換器；其中，所述第二時鐘信號比所述第一時鐘信號延遲第一預(yù)定時間，所述第二時鐘信號比所述第三時鐘信號延遲第二預(yù)定時間。

可選的，所述第一放大模塊包括第一放大器、第二斬波開關(guān)和第二放大器；

所述第一放大器和第二放大器用于對輸入的信號進行增益放大，所述第二斬波開關(guān)用于將所述第一斬波開關(guān)輸出的差分信號中的磁場信號解調(diào)到低頻區(qū)域。

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)電容濾波器和第四開關(guān)電容濾波器；

所述第一開關(guān)電容濾波器和第二開關(guān)濾波器用于對所述第一放大模塊輸出的差分信號的上半周期進行采樣為第一采樣信號，所述第三開關(guān)電容濾波 器和第四開關(guān)濾波器用于對所述第一放大模塊輸出的差分信號的下半周期進行采樣為第二采樣信號。

可選的，所述開關(guān)電容濾波模塊還包括加法器，用于將所述第一采樣信號和第二采樣信號通過相加方式進行偏差消除后并增益放大。

可選的，所述信號處理單元還包括第二放大模塊，用于放大所述加法器輸出的差分信號。

可選的，所述第一放大模塊、所述加法器與所述第二放大模塊的放大增益為800-2000。

可選的，所述轉(zhuǎn)換器包括第一比較器、第二比較器和鎖存邏輯電路；其中，所述第一比較器和第二比較器分別連接一對差分參考電壓及所述第二放大模塊輸出的一對差分信號，第一比較器和第二比較器的該對差分參考電壓反接；

其中，所述第一比較器被配置為輸出所述第二放大模塊輸出的電壓信號與一較高閾值的比較結(jié)果或所述外部磁場的磁場強度與預(yù)定工作點的比較結(jié)果，第二比較器被配置為輸出所述第二放大模塊輸出的電壓信號與一較低閾值的比較結(jié)果或外部磁場的磁場強度與預(yù)定釋放點的比較結(jié)果；所述鎖存邏輯電路被配置為第一比較器的比較結(jié)果是表示所述第二放大模塊輸出的電壓信號大于該較高閾值或外部磁場的磁場強度達到預(yù)定工作點時使所述轉(zhuǎn)換器輸出第一電平，當(dāng)?shù)诙容^器的比較結(jié)果是表示所述第二放大模塊輸出的電壓信號小于該較低閾值或外部磁場的磁場強度未達到預(yù)定釋放點時，使所述轉(zhuǎn)換器輸出與第一電平相反的第二電平，當(dāng)所述第一比較器和第二比較器的比較結(jié)果表示所述第二放大模塊輸出的電壓信號處于所述較高閾值和較低閾值之間，或表示外部磁場的磁場強度在所述工作點和所述釋放點之間時，使所述轉(zhuǎn)換器的輸出保持原輸出狀態(tài)不變。

可選的，所述輸出控制電路包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)與所述輸出端口連接在第一電流通路中，所述第二開關(guān)與所述輸出端口連接在與所述第一電流通路方向相反的第二電流通路，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)在所述磁場檢測信號的控制下選擇性地導(dǎo)通。

可選的，所述輸出控制電路包括連接于所述磁場檢測電路與所述輸出端口之間的開關(guān)，所述磁場檢測電路輸出的磁場檢測信號控制所述開關(guān)，使得電流自所述輸出端口向外流出或自所述輸出端口向內(nèi)流入。

可選的，所述磁場檢測信號的開關(guān)切換頻率與所述交流電源的頻率成比例或等于所述交流電源的頻率的兩倍。

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

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了包括所述電機組件的應(yīng)用設(shè)備。

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：

本發(fā)明提供了一種磁傳感器集成電路、電機組件及家用電器，包括整流電路、磁感測器、信號處理單元、輸出控制電路和輸出端口；所述整流電路用于將外部電源轉(zhuǎn)換為直流電源；所述磁感測器接收不受溫度變化影響的恒定電流以感知外部磁場的極性并輸出差分信號；所述信號處理單元用于對所述磁感測器輸出的差分信號放大和去偏差處理后轉(zhuǎn)換為磁場檢測信號后輸出；及所述輸出控制電路用于至少基于所述磁場檢測信號，使所述磁傳感器集成電路至少在自所述輸出端口向外部流出電流的第一狀態(tài)和自外部向所述輸出端口流入電流的第二狀態(tài)其中一個狀態(tài)下運行。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過對現(xiàn)有的磁傳感器集成電路的功能進行擴展，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)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的一種磁傳感器集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請實施例提供的一種整流電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請實施例提供的另一種磁傳感器集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請實施例提供的一種時序控制器的信號示意圖

圖5a為本申請實施例提供的一種磁感測器和第一斬波開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b為圖5a四個子時鐘信號的時序圖；

圖5c為圖5a中放電開關(guān)和第一斬波開關(guān)的信號控制示意圖；

圖5d為圖5a中所示電路中的信號示意圖；

圖6為本申請實施例提供的一種第一放大模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7a為本申請實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7b為本申請實施例提供的一種加法器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本申請實施例提供的一種轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本申請實施例提供的一種判斷磁場極性的原理示意圖；

圖10為本申請實施例提供的一種周期時鐘信號下的各信號輸出示意圖；

圖11為本申請實施例提供的輸出控制電路的電路示意圖；

圖12為本申請實施例提供的另一個輸出控制電路的電路示意圖；

圖13為本申請實施例提供的又一個輸出控制電路的電路示意圖；

圖13a為本發(fā)明實施例提供的又一個輸出控制電路的電路示意圖；

圖14為本申請實施例提供的電機組件的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為本申請實施例提供的同步電機的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

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

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)中，磁傳感器集成電路通常只能輸出磁場檢測結(jié)果，具體工作時還需要額外設(shè)置外圍電路，對所述磁場檢測結(jié)果進行處理，因此整體電路成本較高，可靠性較差。

基于此，本申請實施例提供了一種磁傳感器集成電路、電機組件及家用電器，通過對現(xiàn)有的磁傳感器集成電路的功能進行擴展，能夠降低整體電路 成本，提高可靠性。為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例提供的技術(shù)方案如下，具體結(jié)合圖1至圖15所示，對本申請實施例提供的技術(shù)方案進行詳細(xì)的描述。

參考圖1所示，為本申請實施例提供的一種磁傳感器集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，磁傳感器集成電路包括：

輸入端口、整流電路100、磁感測器200、信號處理單元300、輸出控制電路400和輸出端口2；

所述整流電路100用于將外部電源轉(zhuǎn)換為直流電源；

所述磁感測器200接收不受溫度變化影響的恒定電流以感知外部磁場的極性并輸出差分信號；

所述信號處理單元300用于對所述磁感測器200磁場檢測信號輸出的差分信號放大和去偏差處理后轉(zhuǎn)換為磁場檢測信號后輸出；以及，

所述輸出控制電路400用于至少基于所述磁場檢測信號，使所述磁傳感器集成電路至少在自所述輸出端口2向外部流出電流的第一狀態(tài)和自外部向所述輸出端口2流入電流的第二狀態(tài)其中一個狀態(tài)下運行。在本實施例中，所述差分信號包括磁場信號與偏差信號。

其中，本申請實施例提供的輸入端口為整流電路提供外部電源，且輸入端口可以包括連接外部電源的第一輸入端口11和第二輸入端口12。在本申請實施例中，輸入端口連接外部電源既包括輸入端口與外部電源直接連接的情況，也包括輸入端口與外部電源間接連接的情況，在本申請中對此不做具體限制，需要根據(jù)實際應(yīng)用進行具體設(shè)計。其中，在本申請實施例中整流電路接收的外部電源為交流電源。另外，磁傳感器接收的不受溫度變化影響的恒定電流可以由整流電路提供，對此本申請不做具體限制。

在本申請的一個具體實施例中，整流電路100可以包括全波整流橋和與全波整流橋的輸出連接的穩(wěn)壓單元，其中，全波整流橋用于將交流電源輸出的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號，而穩(wěn)壓單元用于將全波整流橋輸出的直流信號穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)?？梢詤⒖紙D2所示，為本申請實施例提供的一種整流電路的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，全波整流橋110包括：串聯(lián)的第一二極管111和第二二極管112以及串聯(lián)的第三二極管113和第四二極管114；所述第一二極 管111和所述第二二極管112的公共端為第一輸入端口11與交流電源的VAC+電連接；所述第三二極管113和所述第四二極管114的公共端為第二輸入端口12與交流電源的VAC-電連接。

其中，所述第一二極管111的輸入端與所述第三二極管113的輸入端電連接形成全波整流橋110的第一輸出端V1，所述第二二極管113的輸出端與所述第四二極管114的輸出端電連接形成全波整流橋110的第二輸出端V2。所述第二輸出端V2輸出16V左右的直流電壓。較佳的，所述輸出控制電路30由所述全波整流橋110的第二輸出端V2的直流電壓供電。

以及，穩(wěn)壓單元120包括連接于全波整流橋110的第一輸出端和第二輸出端之間的第一穩(wěn)壓二極管121、第一電阻122、第二電阻123、第二穩(wěn)壓二極管124和晶體管125；其中，第一穩(wěn)壓二極管121的陽極和第二穩(wěn)壓二極管124的陽極均連接全波整流橋110的第一輸出端，第一穩(wěn)壓二極管121的陰極和第一電阻122的第一端均連接全波整流橋110的第二輸出端，第一電阻122的第二端連接第二電阻123的第一端和晶體管125的第一端，第二電阻123的第二端連接晶體管125的柵極和第二穩(wěn)壓二極管124的陰極，其中，晶體管125的第二端和第二穩(wěn)壓二極管124的陽極分別做為穩(wěn)壓單元120的兩個輸出端，即，整流電路的兩個輸出端。其中，整流電路的第一輸出端AVDD輸出電壓為5V左右的直流電壓，第二輸出端AVSS為接地端。

參考圖1所示，本申請實施例提供的所述信號處理單元300包括依次連接的第一斬波開關(guān)301、第一放大模塊302、開關(guān)電容濾波模塊303和信號處理單元300，第一斬波開關(guān)301與磁感測器200連接。

其中，所述第一斬波開301關(guān)用于將所述磁感測器200磁場輸出的差分信號中的磁場信號與偏差分別調(diào)制到高頻區(qū)域與基帶頻率；

所述第一放大模塊302用于對所述第一斬波開關(guān)301輸出的差分信號進行增益放大，磁場并將所述第一斬波開關(guān)輸出的差分信號中的磁場信號與偏差信號分別解調(diào)到基帶頻率與高頻區(qū)域后輸出；

所述開關(guān)電容濾波模塊303用于對所述第一放大模塊302輸出的差分信號進行采樣，并對采樣信號進行偏差消除后得到的差分信號進行增益放大后輸出；

所述轉(zhuǎn)換器304用于將所述開關(guān)電容濾波模塊303輸出的差分信號轉(zhuǎn)換為所述磁場檢測信號后輸出至所述輸出控制電路400。在本實施方式中，所述轉(zhuǎn)換器為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

此外，為了保證磁傳感器集成電路更好的運行，參考圖3所示，為本申請實施例提供的另一種磁傳感器集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，磁傳感器集成電路還包括時序控制器500，用于所述時序控制器500輸出第一時鐘信號至所述第一斬波開關(guān)301與第一放大模塊302，輸出第二時鐘信號至所述開關(guān)電容濾波模塊303，以及，輸出第三時鐘信號至所述信號處理單元300；其中，所述第二時鐘信號比所述第一時鐘信號延遲第一預(yù)定時間，所述第二時鐘信號比所述第三時鐘信號延遲第二預(yù)定時間，且所述第一預(yù)定時間大于所述第二預(yù)定時間。所述第一時鐘信號的頻率即為所述第一斬波開關(guān)301的斬波頻率，所述第二時鐘信號的頻率即為所述開關(guān)電容濾波模塊303的采樣頻率。

其中，為了保證輸出信號的準(zhǔn)確性，第一時鐘信號、第二時鐘信號和第三時鐘信號之間具有一定延遲?？蛇x的，本申請實施例提供的所述第一預(yù)定時間為所述第一時鐘信號的1/4周期。以及，所述第二預(yù)定時間為5納秒。并且，本申請實施例提供的所述第一時鐘信號、第二時鐘信號和第三時鐘信號的頻率相同。其中，可選參考圖4所示，為本申請實施例提供的一種時序控制器的信號示意圖，需要說明的是，圖中第一時鐘信號至第三時鐘信號僅僅是表示三個信號之間的先后時序關(guān)系(即，可選的所述第一預(yù)定時間為所述第一時鐘信號的1/4周期，以及，所述第二時鐘信號比所述第三時鐘信號延遲5納秒)和頻率關(guān)系(即，所述第一時鐘信號、第二時鐘信號和第三時鐘信號的頻率相同)，并不代表本申請實施例提供的磁傳感器工作時的真實信號。

在本申請實施例中，磁感測器輸出差分信號中包括有磁場信號和偏差信號，磁場信號即為磁感測器檢測到的與外部磁場匹配的理想磁場電壓信號，而偏差信號為磁感測器的固有偏差。其中，磁感測器輸出的理想磁場電壓信 號非常小，通常只有零點幾毫伏，而偏差信號則接近10毫伏，因而后期需要消除偏差信號，并對理想磁場電壓信號進行高增益等處理。

對磁傳感器輸出差分信號的處理，首先通過第一斬波開關(guān)對其磁場信號調(diào)至高頻區(qū)域處理，其中，如圖3所示，所述第一斬波開關(guān)301根據(jù)所述時序控制器500的控制，將所述磁感測器200輸出差分信號中的磁場信號調(diào)制到高頻區(qū)域?qū)⑵钚盘栒{(diào)制到基帶頻率。較佳的，所述高頻區(qū)域頻率大于100K赫茲，所述基帶頻率小于200赫茲。

具體結(jié)合圖5a至圖5d所示，圖5a為本申請實施例提供的一種磁感測器和第一斬波開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5b為圖5a四個子時鐘信號的時序圖，以及，圖5c為圖5a放電開關(guān)和第一斬波開關(guān)的信號控制示意圖。

其中，所述磁感測器200包括四個接觸端子，其中，磁感測器200包括相對設(shè)置的第一端子A和第三端子C，以及相對設(shè)置的第二端子B和第四端子D；在本申請實施例中，磁感測器200為霍爾極板，磁感測器200受第一電源13驅(qū)動，且第一電源13可以為整流電路100提供。在本實施例中，所述電源13為不受溫度變化影響的恒流源。

所述第一斬波開關(guān)301包括圖5a中K1至K8八個開關(guān)，連接在四個接觸端子之間，其中，第一斬波開關(guān)301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，所述第一時鐘信號包括第一子時鐘信號CK2B、第二子時鐘信號CK1B、第三子時鐘信號CK2和第四子時鐘信號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鐘信號CK2B和第二子時鐘信號CK1B控制，所述第三開關(guān)K3和第四開關(guān)K4分別受第三子時鐘信號CK2和第四子時鐘信號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鐘信號CK2和第四子時鐘信號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鐘信號CK2和第四子時鐘信號CK1控制。

為了保證信號輸出的準(zhǔn)確性，所述第一時鐘信號包括至少二非交疊子時鐘信號。其中，所述第一子時鐘信號CK2B與第三子時鐘信號CK2相反，所述第二子時鐘信號CK1B與第四子時鐘信號CK1相反，且所述第三子時鐘信號CK2與第四子時鐘信號CK1為非交疊子時鐘信號。

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，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，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輸出一差分信號為P1和N1。

此外，除上述磁感測器200和第一斬波開關(guān)301外，磁傳感器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)谝欢俗覣和第三端子C為電源輸入端、第二端子B和第四端子D為磁感知信號輸出端前，第二放電線路15導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝欢俗覣和第三端子C為磁感知信號輸出端、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鐘信號CK2B和所述第二子時鐘信號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鐘信號CK2B和所述第二子時鐘信號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為磁感知信號輸出端時，且在所述第一子時鐘信號CK2B和所述第二子時鐘信號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，且在所述第一子時鐘信號CK2B和所述第二子時鐘信號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同時導(dǎo)通。

如圖5b所示，四個子時鐘信號包括兩個非交疊控制信號，即所述第三子時鐘信號CK1和第四子時鐘信號CK2，以及兩個交疊控制信號，即第二子時鐘信號CK1B和第一子時鐘信號CK2B。其中，CK1與CK1B相反，CK2與CK2B相反。所述交疊子時鐘信號CK1B和CK2B在交疊期間，即兩條虛線之間的時間段，均為高電平。上述兩個非交疊子時鐘信號CK1和CK2，以及兩個交疊子時鐘信號CK1B和CK2B的頻率可以為100K-600KHz，包括端點值，其中優(yōu)選為400KHz。

在本申請實施例中，第一斬波開關(guān)301包括的八個開關(guān)，以及放電線路包括的四個放電開關(guān)均可以為晶體管開關(guān)。進一步的，結(jié)合圖5c所示，在CK1為高電平時，CK2B為高電平，CK2和CK1B為低電平，此時所述第二端子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為磁感知信號輸出端。在CK1剛從高電平變?yōu)榈碗娖胶蟮囊恍《螘r間內(nèi)，即圖5b中第一組兩條虛線之間的時間段，為兩個交疊子時鐘信號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的電荷。此后，在CK1為低電平時，CK2B為低電平，CK2和CK1B為高電平，此時所述第一端子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為磁感知信號輸出端。在CK1剛從低電平變?yōu)楦唠娖角暗囊恍《螘r間內(nèi)，即圖5b中第二組兩條虛線之間的時間段，為兩個子時鐘信號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的電荷。

圖5d為圖5a所示電路中的信號示意圖。其中，CK為時鐘信號；Vos為磁感測器200的偏差電壓信號，霍爾板200的物理性質(zhì)決定，可以假設(shè)其在 時鐘信號周期內(nèi)的任何時刻都是保持不變的。Vin和-Vin為第一斬波開關(guān)輸出在時鐘信號CK的前半周期和后半周期輸出的理想磁場電壓信號，即霍爾板200無偏差信號干擾的理想輸出。如前面所述，在時鐘信號CK的一個半周期，接線端子A和C分別與第一電源和地導(dǎo)通，接線端子B和D作為輸出端導(dǎo)通；在時鐘信號CK的另一個半周期接線端子B和D分別與第一電源和地導(dǎo)通時，接線端子A和C作為輸出端導(dǎo)通。在時鐘信號CK的前后兩個半周期，第一斬波開關(guān)輸出的理想磁場電壓信號大小相等，方向相反。Vout為第一斬波開關(guān)的輸出信號，是偏差信號Vos和理想磁場信號Vin的疊加。經(jīng)過第一斬波開關(guān)，上述磁場信號調(diào)制到高頻區(qū)域。

在本申請的一種實施方案中，所述磁感測器200輸出的理想磁場電壓信號非常小，通常只有零點幾毫伏，偏差信號Vos接近10毫伏，因此后期需要消除偏差信號，并對理想信號進行高增益處理。

如圖3所示，本申請實施例提供的第一放大模塊302根據(jù)時序控制器500的控制，對第一斬波開關(guān)301輸出的差分信號進行增益放大，并將第一斬波器301輸出的差分信號中磁場信號解調(diào)至低頻區(qū)域后輸出。在本發(fā)明上述任意一實施例中，對所述磁感測器200的靈敏性要求較高，磁感測器200輸出的磁場信號會非常小，例如可能只有零點幾毫伏，因此需要對其進行相應(yīng)的放大，這就要求第一放大器302具有一個比較高的增益值，以將所述磁感測器200的磁場信號盡可能放大，便于后續(xù)對其進行相應(yīng)的處理，可選的，所述第一放大模塊的增益為100。

在本申請的一個具體實施例中，第一放大模塊302可以為圖6所示的斬波放大模塊，即，所述第一放大模塊包括依次連接的第一放大器A1、第二斬波開關(guān)Z2和第二放大器A2；所述第一放大器A1和第二放大器A2用于對輸入的信號進行增益放大，所述第二斬波開關(guān)Z2用于將所述第一斬波開關(guān)301輸出的差分信號中的磁場信號解調(diào)到低頻區(qū)域。其中，第一放大器A1是折疊式放大器，第二放大器A2可以是單級放大器。

其中，結(jié)合圖3所示集成電路即為，所述第一放大器A1和第二放大器A2用于對輸入的信號進行增益放大，所述第二斬波開關(guān)Z2用于在所述第一 時鐘信號的控制下將所述第一斬波開關(guān)202輸出的差分信號中的磁場信號解調(diào)到低頻區(qū)域。

其中，本申請實施例中，第一放大器A1接入第一斬波開關(guān)301輸出的一對差分信號P1和N1，且第一放大器A1的輸出也是一對差分信號；第二斬波開關(guān)Z2被配置為在每個時鐘周期的前半周期直接輸出該對差分信號，而在每個時鐘周期的后半周期將該對差分信號互換后輸出，定義第二斬波開關(guān)Z2的一對輸出信號表示為P2和N2。

如圖3所示，經(jīng)過前期信號處理后，本申請實施例提供的開關(guān)電容濾波模塊303根據(jù)時序控制器500的控制，對所述第一放大模塊302輸出的差分信號進行采樣，并對采樣信號進行偏差消除后得到的差分信號進行增益放大后輸出?？蛇x的，在本申請實施例中所述開關(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，即時序控制器輸出的第一時鐘信號和第二時鐘信號的頻率相同。所述第一放大模塊302輸出的差分信號包括第一子差分信號與第二子差分信號。

在本申請的一個具體實施例中，開關(guān)電容濾波模塊可以為圖7所示的開關(guān)電容濾波模塊，其中，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和第四開關(guān)電容濾波器SCF4。其中，所述第一開關(guān)電容濾波器和第二開關(guān)濾波器用于對所述第一放大模塊輸出的差分信號的上半周期進行采樣為第一采樣信號，所述第三開關(guān)電容濾波器和第四開關(guān)濾波器用于對所述第一放大模塊輸出的差分信號的下半周期進行采樣為第二采樣信號。

具體的，所述第一開關(guān)電容濾波器SCF1和第二開關(guān)濾波器SCF2用于對所述第一放大模塊302輸出的第一、第二子差分信號的上半周期進行采樣為第一、第二子采樣信號，所述第三開關(guān)電容濾波器SCF3和第四開關(guān)濾波器SCF4用于對所述第一放大模塊302輸出的第一、第二子差分信號的下半周期進行采樣為第三、第四子采樣信號。

其中，第一開關(guān)電容濾波器SCF1和第二開關(guān)電容濾波器SCF2分別對差分信號P2和N2的上半周期進行采樣為P2A和N2A的第一、第二子采樣信 號，且第三開關(guān)電容濾波器SCF3和第四開關(guān)電容濾波器SCF4分別對差分信號P2和N2的下半周期進行采用為P2B和N2B的第三、第四子采樣信號。

而后，可以通過對第一子采樣信號和第三子采樣信號通過相加方式進行偏差消除，通過對第二子采樣信號和第四子采樣信號通過相加方式進行偏差消除。具體參考圖7a所示，所述開關(guān)電容濾波模塊還包括加法器303b，用于將所述第一采樣信號和第二采樣信號通過相加方式進行偏差消除后得到的差分信號進行增益放大；具體的，加法器303b將所述第一子采樣信號P2A和和第三子采樣信號P2B相加方式進行偏差消除，以及，對第二子采樣信號N2A和第四子采樣信號N2B通過相加方式進行偏差消除后，得到的差分信號進行增益放大，其中，定義加法器輸出的一對差分信號為P3和N3。可選的，本申請實施例提供的所述加法器為跨導(dǎo)放大器，且所述跨導(dǎo)放大器的增益為2。

參考圖7b所示，為本申請實施例提供的一種加法器的結(jié)構(gòu)示意圖，加法器包括一運算放大器A’和三個電壓電流轉(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。每個電壓電流轉(zhuǎn)換器均與電流源連接，且每個電壓電流轉(zhuǎn)換器均包括兩個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P2A、且該MOS管的輸出端連接運算放大器A’的同相端，另一MOS管的柵極接入采樣信號N2A、且該MOS管的輸出端連接運算放大器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P2B、且該MOS管的輸出端連接運算放大器A’的同相端，另一MOS管的柵極接入采樣信號N2B、且該MOS管的輸出端連接運算放大器A’的反相端；且第三電壓電流轉(zhuǎn)換器M3的一MOS管的柵極接入運算放大器A’輸出的差分信號N3、且該MOS管的輸出端連接運算放大器A’的同相端，而另一MOS管的柵極接入運算放大器A’輸出的差分信號P3、且該MOS管的輸出端連接運算放大器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轉(zhuǎn)換為電流后通過相加方式消除偏差，并經(jīng)其運算放大器增益放大后輸出。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7b所示，在每個電壓電流轉(zhuǎn)換器中兩個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)。

進一步的，所述信號處理單元還包括第二放大模塊305，第二放大模塊305連接在開關(guān)電容濾波模塊303和轉(zhuǎn)換器304之間，用于放大經(jīng)所述加法器輸出的差分信號，且第二放大模塊輸出放大后的差分信號P3、N3。在本實施方式中，所述第二放大模塊為可編程增益放大器，且所述第二放大模塊的增益為5。

在本實施方式中，所述磁場電壓信號經(jīng)所述第一放大模塊、加法器及第二放大模塊放大增益較佳為800-2000，優(yōu)選為1000。在其他實施方式中，可通過將第一放大模塊、加法器及第二放大模塊設(shè)置為不同的增益以將磁場電壓信號放大到所需增益。

如圖3所示，經(jīng)過開關(guān)電容濾波模塊和第二放大模塊對信號進行處理后，需要通過信號處理單元300將差分信號轉(zhuǎn)換為磁場檢測信號，以便于控制輸出控制電路。其中，參考圖8所示，為本申請實施例提供的一種轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，所述轉(zhuǎn)換器包括：

第一比較器C1、第二比較器C2和鎖存邏輯電路S；其中，所述第一比較器C1和第二比較器C2分別連接一對差分參考電壓Vh和Vl及所述第二放大模塊輸出的一對差分信號P3和N3，第一比較器C1和第二比較器C2的該對差分參考電壓反接。第一比較器C1用于將第二放大模塊輸出的電壓信號與一較高閾值Rh比較，第二比較器C2用于將第二放大模塊輸出的電壓信號與一較低閾值Rl比較。所述第一比較器C1和所述第二比較器C2的輸出端被輸入所述鎖存邏輯電路S。

其中，結(jié)合圖9所示，所述第一比較器C1被配置為輸出所述第二放大模塊輸出的電壓信號與一較高閾值Rh的比較結(jié)果或所述外部磁場的磁場強度與預(yù)定工作點Bop的比較結(jié)果，第二比較器C2被配置為輸出所述第二放大模塊輸出的電壓信號與一較低閾值Rl的比較結(jié)果或外部磁場的磁場強度與預(yù)定釋放點Brp的比較結(jié)果；

所述鎖存邏輯電路S被配置為第一比較器C1的比較結(jié)果是表示所述第二放大模塊輸出的電壓信號大于該較高閾值Rh或外部磁場的磁場強度達到預(yù)定工作點Bop時使所述信號處理單元300輸出第一電平(如高電平)，表示外部磁場為一種磁極性；

當(dāng)?shù)诙容^器C2的比較結(jié)果是表示所述第二放大模塊輸出的電壓信號小于該較低閾值Rl或外部磁場的磁場強度未達到預(yù)定釋放點Brp時，使所述信號處理單元300輸出與第一電平相反的第二電平(低電平)，表示外部磁場為另一種磁極性；

當(dāng)所述第一比較器C1和第二比較器C2的比較結(jié)果表示所述第二放大模塊輸出的電壓信號處于所述較高閾值Rh和較低閾值Rl之間，或表示外部磁場的磁場強度在所述工作點Bop和所述釋放點Brp之間時，使所述信號處理單元300的輸出保持原輸出狀態(tài)不變。

時序控制器輸出至所述鎖存邏輯電路S的第二時鐘信號延遲所述第三時鐘信號一第二預(yù)定時間，如5納秒，從而避開所述開關(guān)電容濾波器的開關(guān)切換點。結(jié)合圖10對本申請實施例提供的信號處理單元的信號處理過程進行進一步說明。其中，圖10左邊示出各模塊在周期時鐘信號下的各差分信號輸出，右邊是對應(yīng)的信號頻域示意圖。

從上面介紹到的內(nèi)容可知，第一斬波開關(guān)的輸出信號Vout是偏差信號Vos和理想磁場信號Vin的疊加，同時等于差分信號P1與N1的差值，差分信號P1與N1大小相等，方向相反。依據(jù)前面描述可知在時鐘信號CK1的前后兩個半周期，第一斬波開關(guān)輸出的理想磁場電壓信號大小相等，方向相反。參考圖10左邊圖示，信號P1在時鐘信號前后兩個半周期分別用P1A和P1B表示，信號N1在時鐘信號前后兩個半周期分別用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)的輸入信號為一對差分信號P1’和N1’，信號P1’在時鐘信號前后兩個半周期分別用P1A’和P1B’表示，信號N1’在時鐘信號前后兩個半周期分別用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輸出的差分信號為三角波差分信號，下述公式僅為信號形式，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中的偏差，等于磁感測器200的固定偏差Vos和第一放大器的偏差之和，由于所述第一放大器A1的帶寬限制，所述偏差Voff是變化的。為便于理解，下面的描述中省略差分信號的系數(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被配置為在每個時鐘周期的前半周期直接輸出該對差分信號而在每個時鐘周期的后半周期將該對差分信號互換輸出，第二斬波開關(guān)的一對差分輸出信號表示為P2和N2。信號P2在時鐘信號前后兩個半周期分別用P2A和P2B表示，信號N2在時鐘信號前后兩個半周期分別用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304中的四個開關(guān)電容濾波器對于差分信號P2和N2中每個信號，在每個時鐘周期的前后兩個半周期內(nèi)分別采集數(shù)據(jù)并分為兩路采樣信號各自輸出，即開關(guān)電容濾波模塊采集兩對采樣信號為：一對是P2A和P2B，另一對是N2A和N2B。

上述經(jīng)過采樣得到的四路信號經(jīng)過所述加法器，輸出P3和N3；加法器對兩對采樣信號分別進行相加處理，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，加法器的輸出信號P3和N3中只有經(jīng)放大的理想磁場電壓信號，偏差信號已被消除。

此外，本申請實施例提供的磁傳感器還包括計數(shù)器306，計數(shù)器306與轉(zhuǎn)換器304連接，所述計數(shù)器用于在計數(shù)預(yù)設(shè)時間后，將所述轉(zhuǎn)換器304輸出的磁場檢測信號(即差分信號)輸出，通過計數(shù)器306計數(shù)延遲一定的時間(如50微秒)后輸出磁場檢測信號，確保整體電路有足夠的響應(yīng)時間。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個實施例中，所述輸出控制電路400包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)與所述輸出端口連接在第一電流通路中，所述第二開關(guān)與所述輸出端口連接在與所述第一電流通路方向相反 的第二電流通路，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)在所述磁場檢測信號的控制下選擇性地導(dǎo)通?？蛇x的，所述第一開關(guān)為二極管，所述第二開關(guān)為二極管或三極管，本發(fā)明對此并不做限定，視情況而定。

所述輸出控制電路400用于至少基于所述差分信號，使所述磁傳感器集成電路至少在自所述輸出端口2向外部流出電流的第一狀態(tài)和自外部向所述輸出端口2流入電流的第二狀態(tài)其中一個狀態(tài)下運行。所述輸出控制電路400由所述全波整流橋110的第二輸出端V2的直流電壓供電。具體地，可以是自所述輸出端口2向外部流出負(fù)載電流的第一狀態(tài)，也可以是自外部向所述輸出端口2流入負(fù)載電流的第二狀態(tài)，還可以是上述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)交替運行。由此，在本發(fā)明另一實施例中，所述輸出控制電路400更進一步的可被配置為：當(dāng)所述集成電路符合預(yù)定條件時響應(yīng)于一控制信號，在自所述輸出端口2向外部流出負(fù)載電流的第一狀態(tài)和自外部向所述輸出端口2流入負(fù)載電流的第二狀態(tài)至少其中一個狀態(tài)下運行，當(dāng)不符合所述預(yù)定條件時在阻止所述第一狀態(tài)和第二狀態(tài)的第三狀態(tài)下運行。在一個較佳的實例中，所述第三狀態(tài)的出現(xiàn)頻率與所述交流電源的頻率成正比。

本申請上述實施例公開的磁傳感器集成電路中，所述輸出控制電路400的第三狀態(tài)的狀態(tài)類型可以根據(jù)用戶需求自行配置，只要能夠阻止所述輸出控制電路400進入第一狀態(tài)和第二狀態(tài)即可，例如，當(dāng)所述輸出控制電路400運行在第三狀態(tài)時對所述磁場感應(yīng)信號無響應(yīng)(可以理解為獲取不到所述磁場感應(yīng)信號)或使所述輸出端口2的電流遠小于所述負(fù)載電流(例如小于所述負(fù)載電流的四分之一，此時該電流相對于所述負(fù)載電流基本上可以忽略不計)。

所述計數(shù)器207用于當(dāng)獲取到預(yù)定觸發(fā)信號后開始計時，當(dāng)計時時長達到預(yù)定時長時，表明所述磁傳感器集成電路符合預(yù)定條件開始工作。更為具體的，所述預(yù)定觸發(fā)信號可以為磁傳感器集成電路中特定電壓上升達到預(yù)定閾值時生成的觸發(fā)信號，其中，信號處理單元的供電電壓。具體地，在第三狀態(tài)下，所述計數(shù)器207在獲取預(yù)定觸發(fā)信號后開始計時所述預(yù)定時長后，如50微秒所述輸出控制電路400進入第一或第二狀態(tài)。

具體的，在本申請的一個實施例中，如圖11所示，所述第一開關(guān)401和第二開關(guān)402為一對互補的半導(dǎo)體開關(guān)。所述第一開關(guān)401為低電平導(dǎo)通， 所述第二開關(guān)402為高電平導(dǎo)通，其中，所述第一開關(guān)401與所述輸出端口2連接在第一電流通路中，所述第二開關(guān)402與所述輸出端口2連接在第二電流通路中，所述第一開關(guān)401和所述第二開關(guān)402兩個開關(guān)的控制端均連接信號處理單元300，第一開關(guān)401的電流輸入端接較高電壓(例如直流電源)，電流輸出端與第二開關(guān)402的電流輸入端連接，第二開關(guān)402的電流輸出端接較低電壓(例如接地端)。若所述磁傳感器輸出的磁場檢測信號表示是低電平，第一開關(guān)401導(dǎo)通，第二開關(guān)402斷開，負(fù)載電流自較高電壓經(jīng)第一開關(guān)401和輸出端口2向外流出，若所述信號處理單元300輸出的磁場檢測信號表示為高電平，第二開關(guān)402導(dǎo)通，第一開關(guān)401斷開，負(fù)載電流自外部流入輸出端口2并流過第二開關(guān)402。圖11的實例中第一開關(guān)401為正通道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(P型MOSFET)，第二開關(guān)402為負(fù)通道金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(N型MOSFET)?？梢岳斫獾氖?，在其他實施例中，第一開關(guān)和第二開關(guān)也可以是其他類型的半導(dǎo)體開關(guān)，例如可以是結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)或金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MESFET)等其他場效應(yīng)晶體管。

在本申請的另一個實施例中，如圖12所示，所述第一開關(guān)401為高電平導(dǎo)通的開關(guān)管，所述第二開關(guān)402為單向?qū)ǘO管，第一開關(guān)401的控制端和第二開關(guān)402的陰極連接信號處理單元300的轉(zhuǎn)換器的輸出端。第一開關(guān)401的電流輸入端連接整流電路的輸出，第一開關(guān)401的電流輸出端和第二開關(guān)402的陽極與輸出端口2均連接。其中，所述第一開關(guān)401與所述輸出端口2連接在第一電流通路中，所述輸出端口2、所述第二開關(guān)402與所述信號處理單元300連接在第二電流通路中，若所述信號處理單元300輸出的磁場檢測信號表示是高電平，第一開關(guān)401導(dǎo)通，第二開關(guān)402斷開，負(fù)載電流自整流電路經(jīng)第一開關(guān)401和輸出端口2向外流出，若所述信號處理單元300輸出的磁場檢測信號表示是低電平，第二開關(guān)402導(dǎo)通，第一開關(guān)401斷開，負(fù)載電流自外部流入輸出端口2并流過第二開關(guān)402。可以理解，在本申請的其他實施例中，所述第一開關(guān)401和所述第二開關(guān)402還可以為其他結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對此并不做限定，具體視情況而定。

在本申請的另一個實施例中，所述輸出控制電路具有自所述輸出引腳向外流出電流的第一電流通路、自所述輸出引腳向內(nèi)流入電流的第二電流通路、以及連接在所述第一電流通路和第二電流通路其中一個通路中的開關(guān)，所述開關(guān)由所述磁場檢測電路輸出的磁場檢測信息控制，使得第一電流通路和第二電流通路選擇性導(dǎo)通?？蛇x的，所述第一電流通路和第二電流通路其中另一個通路中不設(shè)開關(guān)。

作為一種具體實現(xiàn)，如圖13所示，所述輸出控制電路400包括一單向?qū)ㄩ_關(guān)403，單向?qū)ㄩ_關(guān)403與輸出端口2連接在第一電流通路,其電流輸入端可連接信號處理單元300的輸出端，信號處理單元300的輸出端還可經(jīng)電阻R1與輸出端口2連接在與所述第一電流通路方向相反的第二電流通路中。單向?qū)ㄩ_關(guān)403在磁場感應(yīng)信號為高電平時導(dǎo)通，負(fù)載電流經(jīng)單向?qū)ㄩ_關(guān)403和輸出端口2向外流出，所述磁場感應(yīng)信號為低電平時單向?qū)ㄩ_關(guān)403斷開，負(fù)載電流自外部流入輸出端口2并流經(jīng)電阻R1和信號處理單元300。作為一種替代，所述第二電流通路中的電阻R1也可以替換為與單向?qū)ㄩ_關(guān)403反向并聯(lián)的單向?qū)ㄩ_關(guān)。這樣，自輸出端口流出的負(fù)載電流和流入的負(fù)載電流較為平衡。

在另一種具體實現(xiàn)中，如圖13a所示，所述輸出控制電路400包括反向串聯(lián)于信號處理單元300的輸出端和輸出端口2之間的二極管D1和D2、與串聯(lián)的二極管D1和D2并聯(lián)的電阻R1、以及連接于二極管D1和D2的公共端與電源Vcc之間的電阻R2，其中，二極管D1的陰極與信號處理單元300的輸出端連接。二極管D1由磁場檢測信息控制。在磁場檢測信息為高電平時二極管D1截止，負(fù)載電流經(jīng)電阻R2和二極管D2自輸出端口Pout向外流出，所述磁場檢測信息為低電平時，負(fù)載電流自外部流入輸出端口Pout并流經(jīng)電阻R1和信號處理單元300。

下面結(jié)合一具體應(yīng)用，對本申請實施例所提供的磁傳感器集成電路進行描述。

如圖14所示，本申請實施例還提供了一種電機組件，所述電機組件包括：由一交流電源1000供電的電機2000；與所述電機2000串聯(lián)的雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000；以及依據(jù)本申請上述任一實施例所提供的磁傳感器集成電路4000，所述磁傳感器集成電路4000的輸出端口與所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000的控制端電連接。優(yōu)選的，雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000可以是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)實現(xiàn)，例如可以包括反向并聯(lián)的兩個硅控整流器，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經(jīng)所述控制電路按照預(yù)定方式控制這兩個硅控整流器。優(yōu)選的，所述電機組件還包括降壓電路5000，用于將所述交流電源1000降壓后提供給所述磁傳感器集成電路4000。磁傳感器集成電路4000靠近電機2000的轉(zhuǎn)子安裝以感知轉(zhuǎn)子的磁場變化。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個具體實施例中，所述電機為同步電機，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，也適用于其他類型的永磁電機如直流無刷電機。如圖15所示，所述同步電機包括定子和可相對定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子1001。定子具有定子鐵心1002及繞設(shè)于定子鐵心1002上的定子繞組1006。定子鐵心1002可由純鐵、鑄鐵、鑄鋼、電工鋼、硅鋼等軟磁材料制成。轉(zhuǎn)子1001具有永磁鐵，定子繞組1006與交流電源串聯(lián)時轉(zhuǎn)子1001在穩(wěn)態(tài)階段以60f/p圈/分鐘的轉(zhuǎn)速恒速運行，其中f是所述交流電源的頻率，p是轉(zhuǎn)子的極對數(shù)。本實施例中，定子鐵心1002具有兩相對的極部1004。每一極部具有極弧面1005，轉(zhuǎn)子1001的外表面與極弧面1005相對，兩者之間形成基本均勻氣隙。本申請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1005上設(shè)內(nèi)凹的起動槽1007，極弧面1005上除起動槽1007以外的部分則與轉(zhuǎn)子同心。上述配置可形成不均勻磁場，保證轉(zhuǎn)子在靜止時其極軸S1相對于定子極部的中心軸S2傾斜一個角度，允許電機在集成電路的作用下每次通電時轉(zhuǎn)子可以具有起動轉(zhuǎn)矩。其中轉(zhuǎn)子的極軸S1指轉(zhuǎn)子兩個極性不同的磁極之間的分界線，定子極部1004的中心軸S2指經(jīng)過定子兩個 極部1004中心的連線。本實施例中，定子和轉(zhuǎn)子均具有兩個磁極?？梢岳斫獾模诟鄬嵤├?，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、六個等。

較佳的，所述輸出控制電路30被配置為在所述交流電源1000為正半周期且所述磁感測器檢測所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場為第一極性、或者所述交流電源1000為負(fù)半周期且所述磁感測器檢測所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場為與所述第一極性相反的第二極性時，使所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000導(dǎo)通。當(dāng)所述交流電源1000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1000為正半周期且所述永磁轉(zhuǎn)子為第二極性時,使所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000截止。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個實施例中，所述輸出控制電路400被配置為在所述交流電源1000為正半周期且所述次傳感器10檢測所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場為第一極性、或者所述交流電源1000為負(fù)半周期且磁傳感器(其中，磁傳感器即包括磁感測器和與其連接的信號處理單元)檢測所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場為與所述第一極性相反的第二極性時，使所述輸出端口與所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000之間有驅(qū)動電流流過，從而將所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000導(dǎo)通。當(dāng)所述交流電源1000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1000為正半周期且所述永磁轉(zhuǎn)子為第二極性時,使所述輸出端口與所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000之間無驅(qū)動電流流過。

優(yōu)選的，所述輸出控制電路400被配置為在所述交流電源1000輸出的信號位于正半周期且所述磁傳感器檢測所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場為第一極性時，控制電流由所述集成電路流向所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000，并在所述交流電源1000輸出的信號位于負(fù)半周期且所述磁傳感器檢測所述永磁轉(zhuǎn)子的磁場為與所述第一極性相反的第二極性時，控制電流由所述雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000流向所述集成電路。可以理解，永磁轉(zhuǎn)子為第一磁極性且交流電源為正半周期，或者永磁轉(zhuǎn)子為第二磁極性且交流電源為負(fù)半周期時，所述集成電路流出或流入電流既包括上述兩種情況整個持續(xù)時間段內(nèi)都有電流流過的情形，也包括上述兩種情況下僅部分時間段內(nèi)有電流流過的情形。

本申請一個較佳實施例中，整流電路100采用圖2所示的電路，輸出控制電路400采用圖11所示的電路，輸出控制電路400中第一開關(guān)401的電流輸入端連接全波整流橋110的電壓輸出端，第二開關(guān)402的電流輸出端連接全波整流橋110的接地輸出端。當(dāng)交流電源1000輸出的信號位于正半周期且所述磁傳感器輸出低電平時，輸出控制電路400中第一開關(guān)401導(dǎo)通而第二開關(guān)402斷開，電流依次流過交流電源1000、電機2000、磁傳感器集成電路4000的第一輸入端、降壓電路(圖中未示出)、全波整流橋110的第二二極管112、輸出控制電路400的第一開關(guān)401，自輸出端口流向雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000回到交流電源1000。雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000導(dǎo)通后，降壓電路5000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因無供電電壓而停止輸出，而TRIAC3000由于流過其兩個陽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極間無驅(qū)動電流的情況下，TRIAC3000仍保持導(dǎo)通。當(dāng)交流電源1000輸出的信號位于負(fù)半周期且所述磁傳感器輸出磁場檢測信號表示高電平時，輸出控制電路400中第一開關(guān)401斷開而第二開關(guān)402導(dǎo)通，電流從交流電源1000流出，自雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000流入輸出端口，經(jīng)輸出控制電路400的第二開關(guān)402、全波整流橋110的第一二極管111、磁傳感器集成電路4000的第一輸入端、電機2000回到交流電源1000。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1000輸出的信號位于正半周期且所述磁傳感器輸出磁場檢測信號表示為高電平，或者交流電源1000輸出的信號位于負(fù)半周期且所述磁傳感器輸出磁場檢測信號表示為低電平，輸出控制電路400中第一開關(guān)401和第二開關(guān)402均不能導(dǎo)通,TRIAC300截止。由此，所述輸出控制電路400可基于交流電源1000的極性變化和差分信號，使所述集成電路控制雙向?qū)ㄩ_關(guān)3000以預(yù)定方式在導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)之間切換，進而控制定子繞組1006的通電方式，使定子產(chǎn)生的變化磁場配合轉(zhuǎn)子的磁場位置， 只沿單個方向拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而保證電機每次通電時轉(zhuǎn)子具有固定的旋轉(zhuǎn)方向。

本發(fā)明實施例中，磁場檢測信號為開關(guān)型檢測信號，在電機的穩(wěn)態(tài)階段，所述開關(guān)型檢測信號的開關(guān)切換頻率等于所述交流電源的頻率的兩倍。

可以理解，前面只是結(jié)合一種可能的應(yīng)用對本申請的磁傳感器集成電路做出的描述，本申請?zhí)峁┑拇艂鞲衅鞑⒉粌H限于上述應(yīng)用，例如，不僅用于電機驅(qū)動，還可用于其他具有磁場檢測的應(yīng)用。

在本發(fā)明另一個實施例的電機組件中，電機可以與雙向?qū)ㄩ_關(guān)串聯(lián)于外部交流電源兩端之間，電機與雙向?qū)ㄩ_關(guān)串聯(lián)形成的第一串聯(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)。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，進而控制定子繞組的通電方式。

相應(yīng)的，本申請實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；與所述電機串聯(lián)的雙向?qū)ㄩ_關(guān)；以及上述任意一實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、洗碗機、抽油煙機、排氣扇等。

本申請實施例提供了一種磁傳感器集成電路、電機組件及家用電器，包括整流電路、磁感測器、信號處理單元、輸出控制電路和輸出端口；所述整流電路用于將外部電源轉(zhuǎn)換為直流電源；所述磁感測器接收不受溫度變化影響的恒定電流以感知外部磁場的極性并輸出差分信號；所述信號處理單元用于對所述磁感測器輸出的差分信號放大和去偏差處理后轉(zhuǎn)換為磁場檢測信號后輸出；及所述輸出控制電路用于至少基于所述磁場檢測信號，使所述磁傳感器集成電路至少在自所述輸出端口向外部流出電流的第一狀態(tài)和自外部向所述輸出端口流入電流的第二狀態(tài)其中一個狀態(tài)下運行。本申請實施例提供的技術(shù)方案，通過對現(xiàn)有的磁傳感器集成電路的功能進行擴展，能夠降低整體電路成本，提高可靠性。

對所公開的實施例的上述說明，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。對這些實施例的多種修改對本領(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，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。