锁定开关霍尔效应IC基础知识
锁定开关霍尔效应IC基础知识
提供四种一般的霍尔效应IC设备，提供数字输出：单极开关，双极开关，全峰开关和锁存器。锁存开关在本应用笔记中描述。类似的应用笔记单极开关，双极开关， 和全极开关在Allegro™网站上提供。
锁存霍尔效应传感器IC，通常被称为“锁存”，是锁存输出状态的数字输出霍尔效应切换。闩锁类似于双极开关，具有正面bop.和负面B.RP，但提供对切换行为的紧密控制。闩锁需要正极和负磁场来操作。呈现足够强度（磁通密度）的南极（正）磁场的磁铁将导致装置切换到其上的状态。当该设备接通时，它锁存状态并保持接通，即使磁场被移除，直到呈现足够强度的北极性（负）磁场。当呈现否定字段时，设备已关闭。它锁存了改变的状态并保持关闭，即使磁场被移除，直到再次呈现足够强度的南极（正）磁场。
雷竞技最新网址用于检测转轴位置的应用如图1所示。多个磁铁被合并成一个简单的结构，称为“环磁铁”，它合并了磁极相反的交替区域。与每个环形磁铁相邻的IC封装是霍尔锁存装置。当轴旋转时，磁区移动通过霍尔装置。该装置受到最近的磁场作用，当磁场南向相反时启动，当磁场北向相反时关闭。请注意，设备的品牌面朝向环形磁铁。
图1.使用环形磁铁的两个锁存器件应用。雷竞技最新网址环形磁铁具有交替的n（北）和s（南）极性区域，它们通过霍尔设备旋转，导致它们打开和关闭。
磁性开关点术语
以下是用于定义过渡点的术语，或者道岔，霍尔开关操作：
图2.霍尔效应是指当施加电流受垂直磁场影响时所存在的可测量电压。
- B−磁通量密度符号，用于确定霍尔器件开关点的磁场特性。以高斯(G)或特斯拉(T)测量，转换为1g = 0.1 mT。
B可以具有北极或南极极性，因此请记住代数惯例是有用的，由此B被指示为北极磁场的负值，以及作为南极性磁场的正值。本公约允许北方和南极度值的算术比较，其中该字段的相对强度由B的绝对值表示，并且标志表示该字段的极性。例如，A - 100克（北）场和100克（南）场具有等效强度，但极性相反。以同样的方式，a - 100g字段比a-50 g字段强。 - Bop.- 磁功工作点;霍尔设备接通的强化磁场的水平。所得到的设备输出状态取决于各个设备电子设计。
- BRP−磁释放点;霍尔器件关闭时减弱磁场的水平(或对某些霍尔器件来说，给定正B时增强负磁场的水平)op.）。所得到的设备输出状态取决于各个设备电子设计。
- BHYS.- 磁开关点滞后。霍尔设备的传递函数在开关点之间的偏移设计，以在磁场中过滤出小的波动，该磁场可能是应用中的机械振动或电磁噪声。BHYS.= | Bop.- B.RP|。
典型的操作
锁存传感器IC的开关点围绕中性场级对称，B = 0 g，如图3所示。开关点处于等于场强，但在极性相反。例如，如果操作点，Bop.，是85克（表明南极的正值），释放点，BRP，是 - 85克（指示北极的负值）。锁存最新状态可防止设备在受弱区内切换。
锁定开关在强的南极性场中接通，结果输出信号是低电平的（在输出晶体管饱和电压，V(坐)通常<200 mV）。锁定开关在强北极极性场中关闭，结果输出信号处于逻辑高（达到全电源电压，VCC）。由于开关状态被锁定，因此在磁场处于开关点滞后范围内，这些设备不会切换，因为B之间op.和B.RP．因为在切换之前必须交叉0g点，所以滞后范围比其他类型的霍尔开关相对宽。
图3.锁存开关输出特性。在强大的南极性场的存在下，设备输出到逻辑低电平，并在强大的北极极性场中切换到逻辑高。在弱字段中，锁存器不会改变输出状态。
虽然设备可以在任何水平的磁通密度下开机，但是为了解释图3，从最左边开始，那里的磁通(B，在横轴上)小于BRP或B.op.．这里的设备关闭，输出电压（V.出去在垂直轴上）高。
在向右朝向箭头之后，磁场变得越来越积极。当场比b比b更积极op.，设备亮起。这使得输出电压变为相反的状态，低。
而磁场保持比B更正RP，设备保持打开，输出状态保持不变。即使B变得略低于B，这也是如此op.，在开关滞后的内置区域内，BHYS.．
在向左朝向左侧后，磁场变得更少，然后更负。当磁场再次下降到b以下时RP，设备关闭。这会导致输出更改回原始状态。
磁铁
单个磁体可用于提供两个相反的磁极，然而，通常使用环形或条形磁铁材料更经济有效。环形磁铁和条状磁铁用指定间距的交流磁极磁化。环形磁铁是一种环形或圆盘状的组件(见图1)，具有交变的径向或轴向磁化磁极。条形磁铁是一种具有交变磁极的扁平条形磁铁。环形磁铁可用于多种材料，包括陶瓷、稀土和柔性材料。条形磁铁几乎总是使用柔性材料，如丁腈橡胶粘合剂含有定向钡铁氧体，或更高能量的稀土材料。
环形磁铁通常指定为有若干磁极，而条形磁铁通常指定为每英寸的磁极。四极环形磁铁包含两个北向和两个南向的交流磁极(N-S-N-S)，而每英寸11极的条形磁铁的交流磁极间距为0.0909-in。中心。各种磁极间距可从磁铁制造商。
上拉电阻
上拉电阻必须在正电源和输出引脚之间连接(见图4)。上拉电阻的常用值为1到10 kΩ。最小上拉电阻是传感器IC最大输出电流(吸收电流)和实际供电电压的函数。20ma是典型的最大输出电流，在这种情况下，最小的上拉电流是VCC/ 0.020。在关注当前消耗的情况下，上拉阻力可能高达50至100 kΩ。注意:大的上拉值可能会引起外部漏电电流到地，这足以降低输出电压，即使设备是磁关闭。这不是一个器件问题，而是在上拉电阻和传感器ic输出引脚之间的导体中发生的泄漏。在极端情况下，这可以降低传感器IC输出电压，足以抑制适当的外部逻辑功能。
图4。典型的程序图。
使用旁路电容器
有关旁路电容的布局，请参阅图4。一般来说：
- 对于没有chopper稳定化的设计，建议在输出和地引脚以及电源和地引脚之间放置0.01µF的电容。
- 对于具有斩波稳定的设计 - 电源和接地引脚之间必须放置0.1μF电容，并且在输出和接地引脚之间建议使用0.01μF电容。
开机状态
仅当磁场强度超过B时，锁存电源op.或B.RP当通电时。如果磁场强度在磁滞带内，即在B之间op.和B.RP，该设备最初可以假设开启或关闭状态，然后在第一次偏移之外的正确状态以超出SwitchPoint来实现。设备可以设计为带电源启动逻辑，直到达到SwitchPoint之前将设备设置为OFF。
上电时间
上电时间取决于设备设计的一定程度。数字输出传感器IC，如锁存装置，在下面的时间内达到初始电源的稳定性。
| 设备类型 | 上电时间 |
|---|---|
| 非切碎的设计（如A1210家族） | <4μs. |
| 斩波稳定（如A1220家族） | <25μs. |
基本上，这意味着在提供电源之后经过的经过时间之前，器件输出可能不是正确的状态，但是在经过此时间之后，设备输出被保证为正确的状态。
功耗
总功率耗散是两个因素的总和：
- 传感器IC消耗的功率，排除在输出中消耗的功率。这个值是VCC乘以供电电流。VCC是设备供电电压，供电电流在数据表上指定。例如，给定VCC= 12 V和电源电流= 9 mA。功率耗散= 12×0.009或108 MW。
- 输出晶体管所消耗的功率。这个值是V（开）（坐）输出电流（由上拉电阻设置）。如果V.（开）（坐）是0.4 V(最坏情况)和输出电流是20ma(通常最坏情况)，功率耗散是0.4 × 0.02 = 8mw。正如你所看到的，因为饱和电压很低，功率耗散在输出不是一个大问题。
该示例的总功耗为108 + 8 = 116 MW。将此号码占用在问题的数据表中的额额可图中，并检查是否必须减少最大允许操作温度。
常见问题
问：我如何定位磁铁？
答：磁极磁极朝向器件的品牌面向定向。品牌面部是您找到设备的标识标记的位置，例如部分部件号或日期代码。
问：我可以用磁铁向侧面接近设备吗？
答：是的，然而牢记这一点：如果磁铁的极仍然在相同方向上保持导向，则通过装置的磁通场的取向从前侧方法保持不变（例如，如果南极是南极在前侧方法中更靠近设备，然后北极将在后侧接近靠近设备）。然后，北极将产生相对于霍尔元素的正面场，而南极会产生负场。
问：是否有权衡将设备接近侧面？
是的。当从包装正面接近时，一个“清洁器”信号是可用的，因为霍尔元件位于更靠近包装正面(包装贴有商标的面)而不是背面。例如，对于“UA”封装，带有霍尔元件的芯片在封装的贴有商标的表面内0.50毫米，因此从背面到背面大约1.02毫米。(从品牌面到霍尔元素的距离被称为“活跃区域深度”。)
问:一个非常大的场能伤害霍尔效应装置吗?
答：不，非常大的领域不会损坏Allegro霍尔效应装置，也不会这样的场地添加额外的滞后（除了设计的滞后）。
问：为什么我想要一个斩波器稳定的设备？
A:斩波稳定传感器ic允许更大的灵敏度，更严格控制的开关点比非斩波设计。这也可能允许更高的操作温度。大多数新的器件设计都采用了短切霍尔元件。
建议的设备
标准Allegro闩在公司网站上的选择指南中列出霍尔效应闩锁/双极开关．
低功耗锁存器列于微功率开关/闩锁．
可能的应用程序雷竞技最新网址
- 速度感应
- 旋转编码器
- 革命计数
- 流量计
- 无刷电机换向
- 防捏天窗/窗升电机换向
相关设备类型的应用说明
参考:AN296067