[发明专利]用于提供周期性双向激励电流波形的激励电路

说明书

技术领域

本发明大体上涉及磁传感器，且更特定来说，涉及一种用于提供周期性双向激励电流波形的激励电路。

背景技术

磁传感器用于许多应用中，例如非接触式电流感测、磁力计应用及无接触位置感测应用。磁通门传感器为通过驱动激励绕组或线圈及感测来自感测绕组或线圈的与外部场成比例的输出电压而操作的高灵敏度磁场传感器。所述磁通门传感器的激励提供正交流电流及负交流电流，且许多常规激励方案在单基频下提供正弦激励波形，其提供可预测的谐波含量。然而，正弦激励关于电力消耗为低效的，且正弦激励电路为昂贵的且难以在集成传感器中实施。常规窄脉冲模式电压激励电路相对来说更加有效，这是因为施加激励脉冲持续较短时间量以使传感器饱和，且其实施起来相对简单。然而，由电压脉冲提供的激励电流量取决于经激励的传感器线圈的供应电压及阻抗。

发明内容

在所描述的实例中，激励电路驱动磁传感器的激励线圈。第一晶体管耦合于第一电力供应节点与激励线圈的第一端之间。第二晶体管耦合于第一电力供应节点与激励线圈的第二端之间。脉冲电流源具有连接到第一电力供应节点的第一端子及交替地提供第一电流电平及第二更高电流电平的第二端子。电流镜电路包含：输入晶体管，其连接于脉冲电流源的所述第二端子与第二电力供应节点之间；第三晶体管，其连接于激励线圈的第一端与第二电力供应节点之间；以及第四晶体管，其连接于激励线圈的第二端与所述第二电力供应节点之间。控制电路操作以交替地使所述第三及第四晶体管中的一者与所述输入晶体管耦合以镜射来自脉冲电流源的第二电流电平以将周期性双向激励电流波长提供到所述激励线圈。

附图说明

图1为根据实例实施例的实例磁通门磁传感器及相关联激励电路的局部示意俯视图，所述实例磁通门磁传感器形成在集成电路的衬底上或衬底中且所述相关联激励电路具有脉冲电流源及切换电流镜电路。

图2为用于图1的激励电路的操作的波形图的图形。

图3为图1的激励电路的示意图，其中切换电流镜电路经操作以使用一个所选择的下桥接电路晶体管镜射来自脉冲电流源的电流以在第一方向上传导电流通过激励线圈。

图4为激励电路的示意图，其中所述切换电流镜电路经操作以使用另一下桥接电路晶体管镜射来自脉冲电流源的电流以在第二相反方向上传导电流通过激励线圈。

图5为具有脉冲电流源及切换电流镜电路的另一实例激励电路的局部示意俯视图。

具体实施方式

本发明因此提供磁传感器及激励电路，其中使用脉冲电流驱动激励线圈或绕组，从而有助于实现低电力消耗且摆脱电力供应电压及传感器阻抗变化的影响，通过其可减轻或克服常规激励电路的缺点。

本发明提供具有切换电流镜电路的脉冲电流源激励电路以将双向周期性激励电流波形提供到磁传感器激励线圈。虽然结合实例磁通门传感器配置展示实例激励电路，但可运用本发明的各种概念以将激励波形提供到其它形式的磁传感器。

图1展示形成在半导体衬底4上及/或半导体衬底4中的实例磁通门磁力计设备2，其包含磁通门磁传感器6、激励电路20及感测电路14。磁通门传感器6包含易受磁力影响的芯体结构8(例如其可形成在衬底4上或衬底4中)，其中激励绕组或线圈10包含缠绕在芯体8的部分的周围的激励线圈段10a、10b、10c及10d及居中定位的感测绕组12。在此实例中，使用衬底组合件4的不同层上的导电部分围绕芯体结构8的对应部分而形成绕组10及12，其中在此视图中，实线展示对应芯体结构8上方的绕组部分且虚线展示对应芯体结构8的下方的绕组部分。在不同的实施例中，可使用任意数目个激励绕组10及感测绕组12。在此实例中，易受磁力影响的芯体结构8包含将对称的芯体部分8a与8b双侧分隔的两个纵向相对的间隙8g。其中不使用间隙8g、或可提供单一间隙、或两个以上此类间隙8g可包含于芯体结构8中的其它设计是可能的。此外，在所有实施例中，芯体部分8a及8b可(但并非要求)是对称的。而且，在不同的实施例中线圈绕组可具有许多不同的变种，其通常不应影响本发明的激励电路方面，且可在不影响激励电路的情况下将额外线圈包含在磁通门传感器上。