本文討論了為什么電器設(shè)計人員應考慮將霍爾效應傳感器集成電路（IC）用于電機控制。本文檔涵蓋了提高電機效率的幾個關(guān)鍵設(shè)計特征，例如精度，響應時間，功耗和封裝。

介紹

包括冰箱，洗衣機和空調(diào)在內(nèi)的設(shè)備中的電機控制電路需要在滿足成本要求的同時更有效，可靠和安全地運行。隨著人們越來越關(guān)注能源效率，電器制造商應考慮使用霍爾效應電流傳感器IC進行電機控制。

無論是在高端（近電源電勢）還是低端（近地電勢）應用中，這些電流檢測設(shè)備都可以直接提高電動機的效率。這些霍爾效應傳感器IC用于確定何時向電動機線圈施加電流以盡可能有效地控制電動機。IC將流經(jīng)集成到IC封裝中的導體的電流產(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)換成與該電流成正比的電壓。

除電流檢測外，還有許多用于控制電機的控制技術(shù)或算法。這就是霍爾效應傳感器IC的精度和響應時間至關(guān)重要的地方。通常，電流傳感器IC越準確和越快，則電動機的控制能力就越好，從而可以提高設(shè)計效率。由于功率輸出的增加和散熱的降低，更高的效率轉(zhuǎn)化為小型電機的潛力，這可以消除對電機中冷卻設(shè)備或散熱器的需求。

每個設(shè)備的應用都是不同的，并且受特定的電動機控制技術(shù)或算法以及電動機類型的影響。因此，設(shè)計人員需要通過評估提高電機效率的幾個關(guān)鍵設(shè)計特性，確保將正確的霍爾效應傳感器IC與他們的應用相匹配。這些特性包括準確性，響應時間，功耗和封裝。電壓隔離是高端應用的另一個重要標準。我們將分別查看每個規(guī)范。

精度會影響電動機的扭矩

無論是高端檢測配置還是低端檢測配置，為實現(xiàn)高能效而設(shè)計的設(shè)備制造商都需要電流傳感器IC來準確檢測電動機中的電流，以控制電動機的時序和方向。更高的精度直接轉(zhuǎn)化為更好，更嚴格的電動機控制。

例如，在三相電動機中，所有三相都應同時切換以實現(xiàn)最高效率。為了使電動機在其峰值效率點運行，需要對其進行精確控制，這需要高度精確的電流傳感器。開關(guān)應盡可能靠近零電流點進行，以避免感應開關(guān)功率損耗和電壓尖峰。開關(guān)晶體管需要空載時間，因此切換需要一些時間，并且不會完全在零電流點。

Allegro提供了創(chuàng)新的霍爾效應電流傳感器IC，該電流傳感器將載流導體和霍爾傳感器IC集成在單個IC封裝中。通過將導體放置在靠近霍爾傳感器IC的位置，可以最大程度地提高磁場強度，從而提高了IC的精度。一些示例包括ACS710，ACS711，ACS712和ACS758。

Allegro在內(nèi)部對這些單片器件進行編程，以補償溫度范圍內(nèi)的偏移和靈敏度，從而進一步提高了精度和系統(tǒng)可靠性。良好的零電流檢測可以幫助保護MOSFET和IGBT等功率開關(guān)器件免受損壞，因為如果在承載電流的同時切換感性負載，它們就會看到高電壓和體二極管電流。

響應時間影響效率

在三相電機應用中，如果未優(yōu)化電機換向正時，則電機將無法達到其峰值轉(zhuǎn)矩，從而導致電機和系統(tǒng)效率降低。提供快速輸出響應時間的電流傳感器IC可實現(xiàn)更小的控制環(huán)路延遲和更精確的電機控制，從而直接轉(zhuǎn)化為更高的電機換向效率。

例如，Allegro的霍爾效應電流傳感器IC的響應時間在4到6微秒之間。例如，對于低側(cè)檢測，ACS711提供4.6微秒的響應時間，并提供小于2微秒的快速故障輸出，有助于防止在短路或過流情況下?lián)p壞IGBT或其他開關(guān)器件。它也可以用作電動機控制中的冗余故障功能。

編輯：hfy