作為汽車電子控制系統(tǒng)的信息源,汽車傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。隨著社會的發(fā)展,傳統(tǒng)接觸式傳感器不斷顯露出局限性。為彌補(bǔ)接觸式傳感器的不足,霍爾傳感器得到大力發(fā)展,由于具備無觸點、功耗小、結(jié)構(gòu)牢固、壽命長等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用在電子控制系統(tǒng)中。如今,汽車霍爾傳感器取代傳統(tǒng)接觸式傳感器已成大勢所趨。
目前,由于我國汽車傳感器技術(shù)起步較晚,目前產(chǎn)業(yè)整體水平仍然較低,沒有形成系列化、配套化,尚未形成獨立產(chǎn)業(yè),霍爾傳感器尤其是高端汽車傳感器仍依賴進(jìn)口。
目前,汽車霍爾傳感器業(yè)界研究專家認(rèn)為,該領(lǐng)域的改進(jìn)可集中在霍爾元件結(jié)構(gòu)、集成電路和封裝工藝三個方面,需要我國相關(guān)企業(yè)多加關(guān)注。
霍爾元件結(jié)構(gòu)主要可分以下三種:
1、汽車一維霍爾傳感器,用于測量垂直于元件表面的磁場,噪聲低,穩(wěn)定性高;
2、汽車二維霍爾傳感器,在芯片上同時集成兩個一維霍爾元件,制成的霍爾傳感器就可以同時測量磁場同一平面的兩個分量,其最大優(yōu)點是測量角度幾乎不受永磁體位置的影響,允許比較大的封裝誤差和溫度波動;
3、汽車三維霍爾傳感器,在傳統(tǒng)的CMOS芯片表面沉積一層集磁材料,既可以感應(yīng)垂直方向,也可以感應(yīng)平行于芯片表面的磁場強(qiáng)度,實現(xiàn)360度測量,能額外放大霍爾元件區(qū)域內(nèi)的磁場,提高靈敏度。
汽車電動車窗防夾系統(tǒng)也有霍爾傳感器的應(yīng)用
優(yōu)化集成電路,則主要通過消除零位誤差和溫度補(bǔ)償,來有效提高汽車霍爾傳感器精度。
1、針對消除零位誤差,典型技術(shù)是冗余設(shè)計,采用兩個相對偏置的霍爾元件并聯(lián),不等位電勢被抵消,有效提高霍爾傳感器精度。與其原理類似,還可采用4個霍爾元件并聯(lián),以及采用多個霍爾元件并聯(lián);
2、針對溫度補(bǔ)償,一方面可以設(shè)置電阻等元件形成溫度補(bǔ)償電路,一方面可以在檢測用霍爾元件附近配置溫度監(jiān)控用霍爾元件,通過運算電路進(jìn)行抵消霍爾電壓的溫度特性的運算。
在改進(jìn)汽車霍爾傳感器的封裝工藝方面,主要是對各構(gòu)件準(zhǔn)確定位,減小霍爾元件位置誤差;增加軟磁元件,提高傳感器精度,如在磁鐵和磁場敏感元件之間的磁鐵的一側(cè)設(shè)置軟磁元件,使磁場的偏移量最小化等。