单极霍尔效应传感器IC基础
单极霍尔效应传感器IC基础
提供数字输出的霍尔效应IC器件有四大类：单极性开关、双极性开关、全极性开关和锁存器。单极开关在本应用说明中进行了说明。类似应用说明双极交换机,全极开关，和闩锁在Allegro网站上提供。
单极霍尔效应传感器IC，通常被正磁场操作为“单极开关”。呈现足够强度（磁通密度）的南极（正）磁场的单个磁体将导致装置切换到其上的状态。打开后，单极IC将保持接通，直到磁场被移除，并且IC恢复到其关闭状态。
用于检测车辆换档杆的位置的应用如图1所示。换档杆包括磁铁（红色和蓝色圆筒）。微型黑匣子线是一系列单极开关设备。当车辆操作员移动杠杆时，磁铁通过各个霍尔设备移动。磁铁附近的器件经受磁场，并导通，但更多的远程设备不受影响并保持关闭。请注意，磁铁（彩色红色）的南极是朝向霍尔设备，并且霍尔设备以设备的品牌面向朝向磁体南极而定向。
图1.使用单极开关传感器IC的应用程序。超小型霍尔ICS切换器作为磁铁（红色和蓝色圆筒）在换档期间通过它们移动。
磁性开关点术语
以下是用于定义过渡点的术语，或者开关点，霍尔开关操作：
图2。霍尔效应是指当外加电流受到垂直磁场的影响时，可测量的电压。
- B类- 用于磁通密度的符号，用于确定HALL器件开关点的磁场的属性。在高斯（g）或tesla（t）中测量。转换为1g = 0.1 mt。
B可以有一个北极或南极，因此记住代数惯例是有用的，根据这个惯例，B表示为北极磁场的负值，而表示为南极磁场的正值。这个惯例允许对南北极性值进行算术比较，其中磁场的相对强度由B的绝对值表示，符号表示磁场的极性。例如，−100 G（北）磁场和100 G（南）磁场强度相等，但极性相反。同样地，−100 G磁场比−50 G磁场强。 - B类op.−磁性操作点；霍尔装置开启时的强磁场水平。设备输出的结果状态取决于单个设备的电子设计。
- B类卢比−磁释放点；霍尔器件关闭时的弱磁场水平（或对于某些类型的霍尔器件，给定正B的增强负磁场水平）op.）。所得到的设备输出状态取决于各个设备电子设计。
- B类海斯−磁开关点磁滞。霍尔器件的传递函数是根据开关点之间的偏移量设计的，以滤除应用中可能由机械振动或电磁噪声引起的磁场小波动。B类海斯=| Bop.- B.卢比|.
典型操作
当单极开关打开时，产生的输出信号可以是逻辑高或逻辑低，这取决于器件IC输出级的设计。图3显示了单极开关可能的输出状态。顶部面板表示一个设计用于输出逻辑低（在输出晶体管饱和电压V时）的开关出局（sat），通常<200mv）。底部面板表示一个设计用于输出逻辑高（高达全电源电压，V）的开关科科斯群岛)在同样的条件下。
图3。单极开关输出特性。顶部面板显示在存在强南极磁场的情况下切换到逻辑低电平，底部面板显示在也存在南极磁场的情况下切换到逻辑高电平。
尽管装置可以在任何水平的磁通密度下通电，为了解释图3的目的，从最左边开始，那里的磁通量（B，在水平轴上）小于B卢比或Bop.. 此时设备关闭，输出电压（V出去，在垂直轴上）取决于设备设计：高（顶部面板）或低（底部面板）。
沿着向右的箭头，磁场变得越来越正。当磁场比B更正时op.，设备打开。这会导致输出电压变为相反的状态（根据设备设计，变为高或低）。
而磁场仍然比B更为正卢比，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.，在开关磁滞的内置区内，B海斯.
沿着向左的箭头，磁场变得不那么正。当磁场再次降到B以下时卢比，设备将关闭。这将导致输出变回原始状态。
上拉电阻器
上拉电阻器必须连接在设备电源和输出引脚之间（见图4）。上拉电阻器的通用值范围为1至10 kΩ。最小上拉电阻是霍尔IC最大输出电流（器件通常设计为吸收电流）和电源电压的函数。20毫安是一个典型的最大输出电流，在这种情况下，最小上拉将是5伏科科斯群岛/0.020安。
在需要雷竞技最新网址考虑电流消耗的应用中，上拉电阻可能高达50到100 kΩ。但是需要小心，因为较大的上拉值可能会导致外部泄漏电流接地。这不是设备问题，而是上拉电阻器和设备输出引脚之间的导体发生泄漏。无论磁场的状态和器件的开关状态如何，这些电流都足以降低输出电压。到了极端，这可以减少输出电压足以抑制适当的外部逻辑功能。
图4。典型应用图。
旁路电容器的使用
有关旁路电容的布局，请参阅图4。一般来说：
- 对于没有斩波器稳定的设计，建议在输出和接地引脚之间以及电源和接地引脚之间放置一个0.01µF电容器。
- 对于斩波稳定的设计，必须在电源和接地引脚之间放置0.1µF电容器，建议在输出和接地引脚之间放置0.01µF电容器。
开机时间
开机时间在一定程度上取决于设备的设计。数字输出设备（如单极开关）可通过以下近似延迟达到稳定性：
| 设备类型 | 开机时间 |
| 无斩波稳定 | <1μs. |
| 带斩波稳定 | <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
总功耗是两个因素的总和：
- 霍尔器件消耗的功率，不包括输出中消耗的功率。该值为V科科斯群岛乘以电源电流。五科科斯群岛是设备电源电压，电源电流通常在数据表上指定。例如，给定V科科斯群岛=12V，电源电流=9mA，功耗=12×0.009或108mW。
- 输出晶体管消耗的功率。该值为V（星期六）乘以输出电流（由上拉电阻器设置）。如果V（星期六）为0.4V（最坏情况），输出电流为20mA（通常为最坏情况），功耗为0.4×0.02=8MW。如您所见，由于饱和电压非常低，输出中的功率损耗并不是一个大问题。
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
Q： 如何确定磁铁相对于霍尔装置的方向？
答：磁铁南极针对器件包的品牌面。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。
Q： 北极或负磁场如何影响单极开关？
A： 北极或负电场对单极开关没有影响。
问：我可以用磁铁向设备包接近侧面吗？
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？
A： 是的。当从包装正面靠近时，可发出“清洁剂”信号，因为霍尔元件靠近正面（包装商标面），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商标面内为0.50 mm，因此距离背面约1.02 mm。（从品牌面到霍尔元件的距离称为“有效区域深度”。）
Q： 很强的磁场能损坏霍尔效应装置吗？
A： 不。非常强的磁场不会损坏Allegro霍尔效应装置，也不会增加额外的开关点磁滞（除了设计的磁滞）。
Q： 我为什么要直升机稳定装置？
A： 斩波稳定传感器集成电路允许更严格控制开关点比非斩波设计更高的灵敏度。这也允许更高的工作温度。大多数新的设备设计都使用斩波霍尔元件。
建议的设备
Allegro UniPolar设备列在公司网站上的选择指南中，raybet56
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相关设备类型的应用说明
参考号：AN296069