數位輸出磁傳感器(霍爾IC)的應用

關鍵字 :Hall Sensor霍爾開關
1.介紹:

數字輸出磁傳感器本質上是檢測磁通量的傳感器磁鐵的密度,並在輸出端給出數字信號。 數字輸出磁傳感器因此,適用於檢測磁鐵的位置,這對開/關開關很有用

用於手機,筆記本電腦,數位相機和數字視頻中的功能和滑動功能

將介紹數字輸出的基本應用電路磁傳感器以及正常操作時需要注意的事項。

2. 磁傳感器的基本原理

基本操作電路如圖1所示。

請在電源電壓pin腳(Vcc)附近使用0.47uF電容,以便確保電源的穩定運行。

  • 內部電路框圖

東芝公司的數位輸出磁傳感器TCS10 / 20 / 30 / 40xxx是矽單片磁芯

傳感器(霍爾IC)使用矽霍爾元件檢測磁通量。 請參考圖2



對於方框圖。

內部電路由以下8個電路組成。
1)霍爾元件
2)霍爾元件驅動電流的開關電路及其與傳統電路的區別。在極性變化時用於抵消偏置的差分放大器。
3)差分放大器,用於放大矽霍爾元件中的霍爾電壓VH。
4)矽霍爾元件放大霍爾電壓的分析電路和電壓保持,差分放大器和比較器偏移消除階段。
5)檢測閾值電壓產生電路,產生所用的參考電壓用於檢測磁場的閾值極限。
6)比較器,它在比較大廳的值後提供二進制輸出。元素與閾值,以確定是否存在顯著的磁場。
7)保持比較器的輸出電壓,保持檢測結果的電路。
8)所有電路的操作控制的控制元件。

 

  1. 磁傳感器的應用實例(南極檢測型:TCS30SPU)以南極檢測數字輸出磁傳感器TCS30SPU為例,

圖3顯示了傳感器和相應的字段。 在圖4中,當磁鐵接近傳感器,磁場從傳感器檢測到的北極流向南極。


警告:

傳感器將感應磁場,如圖3所示。這樣,如果類似於將南極帶到頂部,則’將北極接近底部也會導致正數。為了防止這種情況:請仔細考慮磁傳感器和磁鐵位置在傳感器底部放置磁屏蔽

磁性傳感器工作所需磁場由磁通密度決定。

對於TCS10SPU,當磁鐵朝向傳感器移動時,該值工作點(BON)需要1.8mT(典型值)以上或更高,並將輸出電壓切換為低.水平(圖4)。

隨著磁鐵遠離裝置和閾值磁通量

密度為0.8mT(典型值)及以下,釋放點(BOFF)和輸出電壓為高電平(圖5)。

因此,磁滯後(BH)或操作和釋放點通量之間的差異密度| BON-BOFF |為1.0mT(典型值)(圖6)。

有關操作點、釋放點和磁滯磁通,請參閱數據表。

圖4磁鐵朝向磁傳感器時的工作特性。 (南極檢測類型TCS30SPU例


圖5磁鐵從磁傳感器上取下時的工作特性。

(南極檢測型TCS30SPU示例)


圖6磁通密度與輸出電壓的關係(南極檢測型:TCS30SPU)

  • 脈衝操作,降低功耗

我們的數字輸出磁傳感器實現脈衝操作(圖7)。 操作磁感應的頻率(fopr)為25Hz(典型值),在休息階段切斷電源降低功耗。

圖7脈衝工作和消耗電流(S極檢測類型:TCS30SPU)

 磁鐵傳感元件的定位

磁傳感元件的位置如圖8所示。 請對齊磁鐵

用磁鐵傳感元件。

圖8磁傳感元件(南極檢測型:TCS30SPU):典型值


4.東芝磁傳感器陣容

  • 不同的極點檢測類型

有3種類型:

①南極檢測型(圖6顯示了磁操作特性)

②北極檢測型(圖9表示磁性工作特性)

③南極和北極,雙檢測型(圖10顯示磁力操作特性)

  • 不同的輸出電路類型

有3種輸出電路類型

①推挽輸出

②漏極開路輸出

③具有反相邏輯的漏極開路輸出

 

5.其他預防措施

1.請考慮傳感器特性和磁鐵,允許在你的設計中留出一些空間。

2.傳感器的靈敏度可能受到封裝上的壓力的影響。

焊接時請勿對包裝施加過大的壓力。

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