使用垂直霍尔技术提升速度和方向传感
使用垂直霍尔技术提升速度和方向传感
作者马文Ng,快板微系统公雷竞技竞猜下载司,有限责任公司
简介
A12622 d双通道霍尔效应传感器IC采用5引脚SOT23W表面安装型封装,也可是4引脚SIP通孔封装。可在传统平面磁场方向以及垂直磁场方向运行。中心位置平面和垂直霍尔元件的双重操作可造成：
方向(只限x z轴或- z轴,取决于
所选零件号）
- (正)交输出间固有90°的相分离使正交磁极距和气隙独立化
- 封装尺寸减小导致PCB尺寸减小以及有效总气隙(TEAG)紧缩
- x z选项提供更小的有效总气隙(TEAG)尺寸感应
- 机械设计灵活性，可用可用的和/或成本自然选择环形体
- 由于使用SMT器件可实现面内传感,通孔器件有被替代的趋势。
两种可用选项可通过在- z轴或x z轴传感,赋予系统设计灵活性。相较磁体,这赋予了传感器IC在不同方向的安装灵活性,其安装的载体PCB也因此获得了相同的增益。
A1262是前代器件,如A1230和A3425,的替换解决方案,前代器件的1 d(双平面)设计需对环磁极间距进行优化,且只提供一个传感方向。但是,A1262无需优化环磁体,并可以配置为四个不同的传感方向(见传感配置部分)。此外,A1262采用更小型(SOT23W)封装。2 d A1262与双平面A1230及A3425的对比请详见表1。
表1:2D与1 d(双平面)对比| 特性 | 器件 | ||
| A1262 | A1230 | A3425 | |
| 霍尔元件间距 |
不适用 |
1.0毫米 |
1.0毫米 |
| 有没有的的正当输出 |
是 |
否 | 否 |
| 传感配置 |
4 |
1 | 1 |
| 可用封装 |
k (sip); |
L(社会)，k(社会) |
L(社会)，k(社会) |
| 防喷器/ BRP(最大值) |
±40克 |
±30克 |
±30克 |
| 输出极性,B >防喷器 |
低 |
低 | 低 |
垂直霍尔元件和平面霍尔元件
集成电路设计与制造的改进赋予了垂直霍尔元件对与IC平面平行磁场的灵敏度。平面霍尔元件的功能也遵循相同的原理,对垂直于IC平面的磁场具有灵敏度。此处的Z轴灵敏度不受
传感器IC方向或转动的影响。因此，使用只含一个平面霍尔元件的表面贴装器件无法实现面内传感。
平面霍尔元件按晶片（面内）长度和宽度制造，如图 2 所示。垂直霍尔元件从头至尾根据芯片深度制造，如图 3 所示。
通过旋转IC,或改变晶片上垂直霍尔感应元件方向,传感器集成电路就可分辨磁场方向和振幅,在多个空间维度真正传感。A1262中,X轴和Y轴为垂直霍尔传感轴、Z轴为平面霍尔传感轴(见图4)。
A1262有两种不同的传感配置可选为排序选项。区别在于垂直霍尔元件朝向不同。x z选项中，X 轴方向的垂直霍尔元件与 Z 轴的平面霍尔元件协同工作。Y-Z 选项中，垂直霍尔元件需旋转以达到 Y 轴灵敏度。这就使得用户可根据环形磁体选择如何定位传感器 IC。该内容会在传感配置部分作进一步解释。
传感配置
A1262可提供环磁体独立正交输出的双通道传感。其采用两种不同的 2D 传感轴配置选项，X-Z 轴和 Y-Z 轴。同时使用垂直霍尔元件和平面霍尔元件以生成正交双重输出，类似于使用双平面传感器 IC，如A1230 或 A3425（但是，双平面型传感器只有一个敏感度配置）。定位在环形磁体正面的平面霍尔元件可感应磁极，而垂直霍尔元件可感应磁极间转换（如图 12 所示）。
X Z配置(图5)中,安置霍尔元件用于检测平行于封装面的磁场,横跨/垂直于无引线侧(X轴)和垂直于封装面(Z轴)的磁场,如图2所示。配置垂直霍尔以感应磁极（正面）。
在需要IC面向位于磁体正面的垂直元件的应用中(参见图7),由于传感器集成电路在无引线侧敏感,IC可安置于近目标处(相对于- z组合)。
与Z平面霍尔元件协同工作。
Z轴平面霍尔(红色显示)正面可使用(图)。
X轴垂直霍尔(绿色显示)正面可使用(图B)。
- Z配置(图6)中,安置霍尔元件用于检测平行于跨引线侧(Y轴)封装面的磁场和垂直于封装面(Z轴)的磁场。配置垂直霍尔以感应磁极（正面）。传统双通道器件,如A1230和A3425,采用图6中任何配置(A或B)都无法感应环形磁体。
与Z平面霍尔元件协同工作。
Z轴平面霍尔(红色显示)正面可使用(图)。
Y轴垂直霍尔(蓝色显示)正面可使用(图B)。
小气隙性能
已有的x z选项可使磁体传感器采用极小气隙安置,用于需要PCB垂直于环磁体的应用。这是由于感应边缘为无引线侧。
图 7 说明了无引线侧传感的优势。无引线侧传感使集成电路无需容纳器件引线和相关的PCB焊盘和走线,就可安置于PCB边缘。这造成了有效总气隙(TEAG)明显减小。- z选项中，传感器必须位于 PCB 下一层内板。
与- z (B图)配置的有效总气隙优势
。
表 2：感应选项零件号
| - z选项 | x z选项 |
| A1262LLH-T | A1262LLH-X-T |
双输出
A1262是双双传感器，其输出时代使用垂直垂直尔元件（x或y）和平面霍元件（z），位于两处独立输出（分裂是outporta和opportb）。这是用待信的时分多路复复的。附图8方图。各信息每约约16μs（典型值）采样，以便信趋稳，因此两个函数大约每32μs可行的新。附图9。
A1262采样率采用相对较快的时分多路复用,可承受高磁输入频率,可适用于大多数应用。请联系您的快板代理获取更多有关高频应用适应性的信息。
各输出更新前信道趋稳时间。
固有正交
平面元件和垂直元件本质上位置相同,这种传感技术减少了环磁体为实现正交(输出信道间90°相分离)的目标优化需求。
双平面传感器集成电路只含两个正交信道,而环磁体极对间距是霍尔元件间距的4倍。
据上方图10显示，环形环形态为适应面平衡器IC，对对磁极距尺寸优优，造对磁极距尺寸优，造成输出信号产90°相下面图11中显示了磁极距明显大大的环形血。较大的磁极磁极距无无起到起到优适应平台仪IC的霍尔元空间距ic霍霍元较小的语义信号。由于2d传感仪IC不当磁极影响，输出信号仍正式（90°相分子）。
下方图12显示了2 d传感器阵列如何实现不受磁铁尺寸影响的正交传感。
通密度）与与体位置
- IC位于南磁极。该处的垂直磁通在Z轴,只通过平面霍尔元件,而X轴处无垂直磁通。因此，各输出信道将输出与垂直磁通成正比的电压。Z信道将输出正电压,而X信道为零伏特。
- IC位于南-北磁极转换处。现在的Z信道输出为零,而X信道输出正电压。
- IC位于北磁极,造成Z信道输出负电压,而X信道重回零电压。
- IC位于北-南磁极转变处。Z信道输出重新归零,而X信道输出负电压。
相分离
无论磁极距为多少,A1262固有相分离为90°。但是，机械位置可影响相分离。
如图13所示,传感器IC与旋转轴不对齐时(切向偏移),相分离相较90°会偏离几度。相分离转变的幅度取决于的机械偏移量。该示例中，由于偏移量较大、环形磁体直径小，影响被放大了。
总结和结论
A1262包含新型垂直霍尔传感技术,为转动环形磁体和电机的应用提供理想解决方案。相比现有的双通道霍尔锁存器IC,采用A1262进行设计就容易得多,整体系统配置和机械封装的限制更少,选择更多。二维双通道磁感应器IC提供绝无仅有的灵活性,减少了环形磁体目标输出正交的优化需求,同时,可选择两种不同的垂直感应轴,为IC和PCB安装提供更多选择。
- 设计者可在四种传感方向中任意选择,也可在表面贴装(LH)或通孔封装(K)之间选择。
- 无论环磁体如何设计,2 d传感提供固有的输出信号正交,可选择使用其他应用中现有的环磁体,或选择现成的环磁体。
- 与旧式双通道器件(包括采用说封装的器件)相比,x z选项提供的是改进版TEAG。
- 相较使用通孔(SIP)封装传感器的旧式器件,表面贴装器件面内传感功能的使用造就了更加小巧的设计,更轻质的系统和更精简的装配步骤。
更多有关快板A1262 2 d霍尔效应传感器集成电路的信息请参阅A1262数据表，其他应用注意事项请参阅快板设计中心。