低功耗霍爾開關(guān)資料

低功耗霍爾開關(guān)資料：Allegro推出微功率霍爾開關(guān)ICA3212美國AllegroMicroSystem最近推出推出微功率霍爾開關(guān)ICA3212.A3212是一顆超高感度，雙磁極性，且具有栓鎖輸出的霍爾開關(guān)IC.可直接取代傳統(tǒng)的磁簧開關(guān)，啟動點只要40高斯，釋放點30高斯.特別適用於使用電池電源的手持型電子產(chǎn)品，如行動電話，無線電話，筆記型電腦,PDA等.操作電壓介於2.5V至3.5V之間，特殊的時脈運作使得平均消耗功率只需15uW.A3212具有雙磁極性，亦即只要磁北極或磁南極靠近即可啟動.磁極離開後磁場消失，輸出便關(guān)閉.與其他一般霍爾IC不同的是並不要特定南極或北極才可動作，減少組裝時分辨磁極的困擾.並且內(nèi)含切割型穩(wěn)定電路，可達到動態(tài)抵補消除，減少霍爾原件中常因溫度或物理壓力而引起的抵補電壓，提高動作的穩(wěn)定性.A3212的特點如下:微操作功率□磁北極或磁南極皆可啟動02.5V至3.5V的電池操作電壓及低物理壓力敏感度.切割式穩(wěn)定電路，具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定度，低切換點的飄移及低物理壓力敏感度.□超小型包裝，無磁極性限制，生產(chǎn)組裝容易.□高可靠度固態(tài)原件.SUPPLYQ彳 * SWITCH*OUTPUT777VpdGN?OUT圖1A32XX的引腳分布

1概述美國AllegroMicrosystems公司生產(chǎn)有各種類型的磁敏感（霍爾）器件，其中A32xx系列是一組微功耗霍爾開關(guān)型傳感器。該系列有A3209、A3210、A3212等三種器件，它們的共同特點為工作電壓和功耗極低、不依賴于磁極，即任何磁極都能使其動作（開關(guān)導(dǎo)通）、超敏感、數(shù)字鎖存輸出等。特別適用于電池供電的手持設(shè)備。A32xx系列的2.5V?3.5V低工作電壓和內(nèi)部定時工作結(jié)構(gòu)降低了器件的平均功耗°A3209的功耗為400pW、A3210為25pW、A3212為15pW。該系列中各型號產(chǎn)品除了平均工作電流、磁靈敏性、工作時間和休眠時間比（以下稱忙閑比）有差異外，其它特性幾乎一樣。該產(chǎn)品通過斬波調(diào)零（動態(tài)消除失調(diào)）技術(shù)來改善其穩(wěn)定性，從而使殘余失調(diào)電壓得以降低。這些失調(diào)電壓通常是由器件成型過程、溫度系數(shù)和熱應(yīng)力產(chǎn)生的。該產(chǎn)品在一個硅晶片上集成了霍爾電壓產(chǎn)生器、小信號放大器、斬波穩(wěn)零器、鎖存器和MOS-FET輸出驅(qū)動器。先進的BiCMOS工藝使該產(chǎn)品具有低工作電壓、極低功耗、極低失調(diào)誤差和很小的幾何尺寸等特點。該產(chǎn)品有兩種封裝形式，一種是三腳貼片微小型封裝，后綴為“LH",如圖1（a）;另一種是三腳直插封裝，后綴為“UA”，如圖1（b）。Idd(DIS)°-喚耀一個周期 Idd(DIS)°-喚耀一個周期 ■* 鄧航.輸出嗪存 ?圖22低功耗特點A32xx系列產(chǎn)品內(nèi)部有一個定時電路，其作用是定時激活（也稱喚醒）霍爾傳感器以使其工作一段時間后，再定時使傳感器休眠一段時間。傳感器的工作時間加上休眠時間為一個定時周期，如圖2所示。傳感器的工作時間對不同的器件是不一樣的，A3209、A3210為60psA3212為45ps。定時周期對不同的器件也是不一樣的，其中A3209為480ps、A3210為60ms、A3212為45ms。在短暫的喚醒時間內(nèi)，傳感器進行采樣測量并在定時脈沖的下降沿將數(shù)據(jù)鎖存。而在休眠時間內(nèi)，器件的輸出為最近一次采樣的結(jié)果。該器件的電源電流不受輸出狀態(tài)的影響。

J(b) (c) ■=■圖3J(b) (c) ■=■圖3動態(tài)斬波技術(shù)消除失調(diào)電壓3動態(tài)斬波技術(shù)霍爾器件可以被看成類似于惠斯頓電橋的一組電阻陣列，這些電阻的匹配是造成器件失調(diào)的主要因素，而器件的成型過程、熱應(yīng)力和溫度系數(shù)則是造成電阻不匹配的最主要因素。A32xx系列產(chǎn)品采用動態(tài)斬波技術(shù)消除失調(diào)，并通過內(nèi)部集成的高頻時鐘控制CMOS開關(guān)來動態(tài)改變流過器件的電流方向和霍爾電壓測量端內(nèi)部采樣保持電路所捕獲的霍爾電壓信號，然后通過低失調(diào)的雙極電路進行處理，以使得電阻不匹配所造成的殘余失調(diào)電壓能相互抵消。該技術(shù)使A32xx器件具有極穩(wěn)定的靜態(tài)霍爾輸出電壓，而與熱應(yīng)力無關(guān)。圖3為該技術(shù)的工作過程示意圖，其中圖3(a)、(b)為技術(shù)原理圖、圖3(c)為電路技術(shù)結(jié)構(gòu)圖。［輸出電壓Bopn1V0UT(on)V0UT(off)BrpnBrpsBops磁通密度圖4輸出電壓與磁通密度的關(guān)系特性4工作特性A32xx系列與一般的霍爾開關(guān)不一樣，該系列無論對N極還是對S極磁場，只要垂直于器件且磁通密度達到其動作點Bopn或Bops以上，都會使器件開關(guān)導(dǎo)通輸出為低，此時器件可竺以吸收1mA的電流。只要磁通密度降低到釋放點Brpn或Brps以下，都會使器件開關(guān)斷開輸出為高。磁通密度動作點和釋放點的差異稱為器件的磁滯Bhys。該磁滯圖§典型連線方式 特性可保證即使出現(xiàn)外部振動和電氣噪聲，器件的開關(guān)過程均無抖動。圖4給出了該系列器件的輸出電壓與磁通密度的關(guān)系特性。

還有一種磁性開關(guān)稱為舌簧開關(guān)，該開關(guān)有兩大特點，一是基本無功耗，二是其開關(guān)動作不依賴于磁場磁力線的方向，即只要有磁力線穿過舌簧開關(guān)，無論其方向是從左到右還是從右到左，都會使舌簧開關(guān)動作。由于舌簧開關(guān)本質(zhì)上是一種機械開關(guān)，其速度、可靠性和壽命都難以與電子開關(guān)相比。而A32xx系列器件本質(zhì)上是一種電子開關(guān)，它的動作（導(dǎo)通）不依賴于磁極性，同時極低的功耗使得該產(chǎn)品能夠方便地取代舌簧開關(guān)且具有更高的可靠性。*供電動態(tài)消除失調(diào)采樣保持還有一種磁性開關(guān)稱為舌簧開關(guān)，該開關(guān)有兩大特點，一是基本無功耗，二是其開關(guān)動作不依賴于磁場磁力線的方向，即只要有磁力線穿過舌簧開關(guān)，無論其方向是從左到右還是從右到左，都會使舌簧開關(guān)動作。由于舌簧開關(guān)本質(zhì)上是一種機械開關(guān)，其速度、可靠性和壽命都難以與電子開關(guān)相比。而A32xx系列器件本質(zhì)上是一種電子開關(guān)，它的動作（導(dǎo)通）不依賴于磁極性，同時極低的功耗使得該產(chǎn)品能夠方便地取代舌簧開關(guān)且具有更高的可靠性。*供電動態(tài)消除失調(diào)采樣保持圖5A32XX器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)A32xx系列產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。圖中，X為霍爾傳感器。電路工作時，霍爾傳感器、動作失調(diào)消除電路、小信號放大器、采樣保持器電路共同完成測量與穩(wěn)零，而后經(jīng)過放大后進行施密特整形，并在喚醒脈沖的下降沿將整形結(jié)果鎖存，再經(jīng)MOS-FET驅(qū)動輸出。定時邏輯用于實現(xiàn)器件的喚醒和休眠周期的控制。在休眠階段，開關(guān)斷開，此時除定時邏輯和鎖存器外，其它電路均不工作，降低了功耗。5應(yīng)用提示在實際使用時，建議在器件的電源端加上0.1"F的旁路電容，以便對外部噪聲和器件內(nèi)部時鐘噪聲進行抑制，其典型連線方式見圖6所示。由于A32xx器件本身帶有喚醒測量和休眠停止工作方式，因此，A32xx系列器件通常不能用于較高速度的測量。設(shè)忙/閑定時周期為T,理論上速度小于1/T的測量均可使用，實際中往往在速度小于1/2T?1/3T的場合使用。因此，A3209適用于小于等于1kHz速率的測量，A3210適用于不大于8Hz速率的測量，A3212適用于11Hz速率的測量。表1和表2分別列出了A32xx系列器件的電氣參數(shù)和磁特性參數(shù)指標(biāo)，以供使用時參考。US1881。CMOS低功耗、鎖存型霍爾開關(guān)，特別適合無刷電機的換向應(yīng)用。高溫性能直流散熱風(fēng)扇，無刷直流電機換向，速度檢測，線性位置檢測，旋轉(zhuǎn)計數(shù)，電流傳感器。如無刷電機，電動車剎把，助力器，出租汽車計價器，跑步機，塑封電機，水表，熱水器等。US5881,A3144。CMOS低功耗、單極開關(guān)霍爾開關(guān)，特別適合無刷電機的換向應(yīng)用。磁位置接近開關(guān)，電流傳感器，斷續(xù)器，電流限制，限制開關(guān)，固態(tài)開關(guān)。如電腦繡花機，電動縫紉機，里程表，轉(zhuǎn)速表,水表，冰箱開門亮燈開關(guān)、接近MLX90248,A3212,TLE4913。低功耗全極性霍爾開關(guān)，用于手機、小靈通、無繩電話、Notebook、PDA翻蓋電路，智能遠傳水表、智能遠傳氣表計數(shù)。ATS277、ATS276?；パa輸出鎖存型霍爾開關(guān)，用于驅(qū)動無刷直流馬達和散熱風(fēng)扇。FTC211,FS211?；パa輸出鎖存型霍爾開關(guān)（帶FG輸出），用于驅(qū)動無刷直流馬達和風(fēng)扇、速度測量。SS49E，AH41E。為線性霍爾元件（霍爾傳感器），可應(yīng)用于：電動車調(diào)速轉(zhuǎn)把（手把），電流檢測傳感器，接近檢測器，運動檢測器，齒輪傳感器，電動機控制，旋轉(zhuǎn)編碼器，鐵金屬探測器，液位傳感器。ES41:是專為直流無刷電機設(shè)計的雙級霍爾開關(guān)電路，響應(yīng)速度快，靈敏度高，具有較高的工作溫度范圍及可靠性。它由反向電壓保護器、電壓調(diào)整器、霍爾電壓發(fā)生器、信號放大器、史密特觸發(fā)器和集電極開路的輸出級組成。E