全极开关霍尔效应IC基础
全极开关霍尔效应IC基础
介绍
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。本申请说明中描述了全极开关。类似的应用笔记双极开关那单极开关， 和闩锁设在快板™网站。
极霍尔效应传感器，通常被称为“全极开关，”是闩锁，与任一个强正或负强磁场操作开关的类型的数字输出霍尔效应。这简化了应用组件，因为操作磁铁可被安装朝向全极性设备要么极。单个磁体呈现足够的强度（磁通密度）的字段将导致器件切换到其上的状态。已经接通后，全极性IC将保持接通，直到磁场被移除，IC回复到其关闭状态。它锁存该改变的状态和保持关断，直到具有足够强度的磁场被再次呈现。
用于检测车辆换档杆的位置的应用如图1所示。换档杆包括磁体（紫色气缸）。微型黑匣子的线条是一系列OmniPolar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。磁铁的南极或北极可以朝向霍尔设备定向，霍尔设备包的品牌面向磁铁。
图1.使用OmniPolar开关传感器IC的应用。超小型霍尔ICS开关作为磁铁（紫色圆筒）在换档期间移动超过它们。
磁性开关条款
以下是术语用来定义过渡点，或switchpoints.霍尔开关的操作：
图2.霍尔效应是指当施加的电流受到垂直磁场影响时出现的可测量电压。
- B.- 对于磁通密度的符号，磁场的特性用于确定霍尔器件开关点。测量在高斯（G）或特斯拉（T）。转化率是1 G = 0.1 mT的。
B可以有一个北极或南极，因此记住代数约定很有用，根据该约定，B表示为北极磁场的负值，而南极磁场的正值。该约定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，一个−100G（北）磁场和100G（南）磁场强度相等，但极性相反。同样，一个−100g磁场比a磁场强−50克田地。
B.op.- 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。 - B.rp.- 磁释放点;霍尔器件关闭的弱化磁场的水平（或用于某些类型的霍尔设备，给出阳性b的强化负面的水平op.）。所得到的设备输出状态取决于各个设备电子设计。
- B.HYS.- 磁性开关滞后。霍尔器件的传递函数被设计与此开关点之间的偏移，以过滤掉在磁场小的波动，可能导致从在应用机械振动或电磁噪声。B.HYS.= |B.op.- Brp.|.
典型的操作
OmniPolar传感器IC的SwitchPoint范围在中性场级围绕对称，B = 0g，如图3所示。开关点处于等效场强，但在相反的极性下。例如，假设正（南）极性开关点是操作点，B作品(S)60克，释放点BRP（S），30 G.然后，将负（北）极性开关点。将操作点，BOP（n）−60克，释放点BRP（N），-30 G.锁存最新状态防止设备从切换而受到弱场。
全极开关在任意极性的强磁场中打开，产生的输出信号可以是逻辑高（高达全电源电压，VCC.)或逻辑低（在输出晶体管饱和电压下，V出（坐）通常<200 mV），取决于器件IC输出级的设计。在适度的磁场中，全胆开关关闭，所得到的输出信号与ON状态的极性相反。与其他类型的霍尔数字开关一样，这些器件不会切换，而磁场强度在SwitchPoint磁滞范围内，BHYS.. 此外，锁定开关状态可防止装置在释放点B之间的磁场相对较弱时切换RP（N）和B.RP（S）。这是没有必要的为0G点至开关可以再次发生之前交叉。一个给定的切换事件之后可以相同或相反极性的切换事件。
图3.全部开关输出特性。顶部面板在存在强磁场的情况下显示逻辑高电平，并且底板显示在强磁场中切换到逻辑低电平。
尽管该装置可以在任何水平的磁通量密度下通电，但为了解释图3，从最左边开始，此时磁通量（B，在水平轴上）比北极操作点B负得多OP（n）. 此时，设备开启，输出电压（V出来，在垂直轴上）取决于器件设计：高（上图），或低（下图）。
沿着向右的箭头方向，磁场变得不那么负。当磁场弱于B时RP（N），设备将关闭。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）。
磁场仍然弱于bOP（n）和B.作品(S)（近b = 0 g，图3的中心），设备保持关闭，锁存输出状态保持不变。即使B比B略强，也是如此RP（N）或B.RP（S），内置的开关滞后的区域，B内HYS.。
在下一个强磁场，如果朝向右侧的箭头是阳性的，则磁场变得更加积极。当场比b强作品(S)，设备将打开。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）。相反，如果下一个强磁场为负，则沿着向左的箭头，磁场将变得更负。当磁场比B强时OP（n），设备将打开。这会使输出电压变回原始状态。
上拉电阻器
上拉电阻必须连接在正电源和输出引脚之间（参见图4）。上拉电阻的通用值是1至10kΩ。最小上拉电阻是传感器IC最大输出电流（吸收电流）和实际电源电压的函数。20 mA是典型的最大输出电流，在这种情况下，最小上拉将是vCC./ 0.020 A.在电流消耗是一个问题的情况下，上拉电阻可以是大到50〜100千欧。请注意：与大的上拉值，能够邀请外部泄漏电流到地，这是足够高的，即使所述设备是磁关闭下降输出电压。这不是一个问题设备相反却是发生在上拉电阻器和所述传感器IC的输出引脚之间的导体的泄漏。取到了极点，这可以降传感器IC的输出电压足以抑制正确外部逻辑功能。
图4.典型的应用程序图。
旁路电容器的使用
请参阅图4，用于旁路电容的布局。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。
- 对于具有斩波稳定设计 - 甲0.1μF的电容必须放置在电源和接地管脚之间，推荐的输出管脚和接地管脚之间的0.01μF的电容。
开机状态
只有当磁场强度超过B时，唯一一个众多设备才能以有效状态为动力op.或B.rp.应用电源时。如果磁场强度在滞后带中，则在B之间op.和B.rp.，设备可在初始状态下假定为打开或关闭状态，然后在超出开关点的第一次偏移时达到正确状态。设备可以设计为通电逻辑，在达到开关点之前关闭设备。
开机时间
通电时间在一定程度上取决于设备设计。数字输出传感器IC，如锁存装置，在以下时间初始通电时达到稳定性。
| 设备类型 | 开机时间 |
|---|---|
| 非切碎设计 | <4微秒 |
| 斩波稳定 | <25微秒 |
基本上，这意味着，在此之前提供电力之后经过的时间，输出设备可能无法在正确的状态，但此时间过去后，设备输出被保证在正确的状态。
功耗
总功耗是两个因素的总和：
- 传感器IC消耗的功率，不包括输出中消耗的功率。该值为VCC.电源电流的时间。V.CC.是否在数据表上指定了设备电源电压和电源电流。例如，给定VCC.=12 V，电源电流=9 mA。功耗=12×0.009或108 mW。
- 输出晶体管中消耗的功率。这个值是v（上）（饱和的）乘以输出电流（由上拉电阻器设置）。如果V（上）（饱和的）是0.4 V（最坏情况），输出电流为20 mA（通常最坏情况），功耗耗散为0.4×0.02 = 8兆瓦。正如您所看到的，因为饱和电压非常低，输出中的功率不受巨大的关注。
在这个例子中的总功耗是108 + 8 = 116毫瓦。采取此号码数据表为包在问题在降额表，并检查，以查看是否允许的最大操作温度必须降低。
经常问的问题
问：如何确定磁铁的方向？
答：磁极朝向设备的品牌面。品牌面是您可以找到设备识别标记的地方，例如部分零件号或日期代码。
问：我可以用磁铁接近设备背面吗？
A：是，然而，在记住这一点：如果磁铁的磁极在同一方向上继续取向，然后通过装置的磁通场的方向保持从正面侧的方法（例如不变，如果南极是在更靠近前侧的方法的设备，则北极将在更靠近背面侧的方法的装置）。然后，北极将产生积极的相对于霍尔元件的区域，而南极会产生一个负场。
问：是否有取舍，以接近设备背面？
答：是的。从包装前侧接近时，可以使用“清洁剂”信号，因为霍尔元件位于靠近前侧（封装品牌面部）而不是背面。例如，对于“UA”封装，带有霍尔元件的芯片在包装的品牌面内为0.50毫米，距离后侧面积约为1.02毫米。（从品牌面对霍尔元素的距离被称为“有源区域深度”。）
问：哈哈效应装置是否会造成非常大的田间损坏？
答：不需要非常大的场不会损坏的快板霍尔效应器件也不会这样的字段添加额外的滞后（小于设计滞后其他）。
问：为什么我想要一个斩波稳定装置？
答：斩波稳定传感器IC允许更严格控制的开关点比非斩波设计更高的灵敏度。这也可能导致更高的工作温度。大多数新的器件设计都采用了斩波霍尔元件。
建议的设备
标准allegro锁存器列在公司网站上的选择指南中，霍尔效应锁存双极开关。
低功耗闩锁列在微功率开关/闩锁。
可能的应用雷竞技最新网址
- 手机
- 无绳电话
- 传呼机
- 掌上电脑
有关设备类型的应用说明
参考：AN296070