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高度可靠的霍耳傳感器接口集成方案

作者: 時(shí)間:2011-07-31 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:本文簡要介紹,特別是汽車和工業(yè)領(lǐng)域的2線、數(shù)字開關(guān)的應(yīng)用。詳細(xì)介紹了利用完全在汽車和工業(yè)應(yīng)用中增加診斷功能和保護(hù)的方法,本文提供了對(duì)地電位偏差承受能力的測(cè)試結(jié)果。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/161708.htm

引言

霍耳效應(yīng)的原理是磁場(chǎng)與導(dǎo)體中流過的電流相垂直時(shí),流過電流的導(dǎo)體兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差。

霍耳效應(yīng)基于這一原理檢測(cè)磁場(chǎng)的變化,輸出與之成比例變化的電壓,可以實(shí)現(xiàn)無接觸檢測(cè),因此能夠?qū)崿F(xiàn)的封裝,不受環(huán)境因素的影響。

由于在惡劣環(huán)境中具有較高的性,霍耳傳感器被普遍用于工業(yè)和汽車領(lǐng)域,從車窗升降和天窗控制電機(jī)速度的調(diào)節(jié)到車門開/關(guān)檢測(cè)及鑰匙點(diǎn)火系統(tǒng)。

霍耳傳感器的類型

目前有各種類型的霍耳傳感器,例如3線和2線數(shù)字傳感器、線性傳感器、電流傳感器以及雙極性或單極性數(shù)字開關(guān)等。2線傳感器有兩個(gè)連接點(diǎn):電源/輸出和地,3線傳感器的電源和輸出采用單獨(dú)的連接點(diǎn)。

2線霍耳數(shù)字開關(guān)通常用于汽車和工業(yè)領(lǐng)域,在這類應(yīng)用中,抗噪聲能力非常關(guān)鍵,要求霍耳傳感器與相關(guān)電子器件之間的電氣隔離?;舳鷤鞲衅鞴ぷ鲿r(shí)總會(huì)吸收一定的電流,這種電流模式信號(hào)抗噪聲能力較強(qiáng),有助于進(jìn)行簡單診斷。

這些傳感器提供兩種不同的電流電平,具體取決于是否有磁場(chǎng)。電流電平會(huì)因?yàn)椴煌膫鞲衅鲝S商而有所差異,但低電平范圍一般在5mA至8mA (沒有磁場(chǎng)),高電平范圍在11mA至14mA (有磁場(chǎng))。

霍耳傳感器

MAX9921是首款用于2線霍耳數(shù)字開關(guān)與微控制器。它具有兩個(gè)獨(dú)立通道,為兩個(gè)傳感器提供電流通路,監(jiān)測(cè)電流電平,每個(gè)通道通過開漏輸出為微控制器產(chǎn)生一路數(shù)字輸出,圖1所示為器件結(jié)構(gòu)圖和典型應(yīng)用電路。

圖1. MAX9921結(jié)構(gòu)圖和典型應(yīng)用電路
圖1. MAX9921結(jié)構(gòu)圖和典型應(yīng)用電路

作為一款高靠性IC,MAX9921設(shè)計(jì)用于惡劣的工作環(huán)境,例如工業(yè)和汽車等應(yīng)用。器件工作在6V至18V電池電壓范圍,可以承受最高60V的瞬變電壓(拋負(fù)載)?;舳斎攵?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/集成">集成了對(duì)地短路保護(hù)、電源短路保護(hù)以及高達(dá)±15kV的靜電放電(ESD)保護(hù)功能。內(nèi)部輸入保護(hù)電路省去了外部電路,從而降低成本和空間。

MAX9921的兩個(gè)通道獨(dú)立工作,器件對(duì)每路輸入提供診斷和故障保護(hù)。診斷模式下,診斷輸出結(jié)合兩個(gè)獨(dú)立通道輸出,提供基本的診斷信息,監(jiān)視傳感器的工作狀態(tài)。診斷功能包括:輸入開路(沒有接傳感器)、輸入短路至地、輸入短路至電池電壓(VBAT)以及VBAT超出范圍等。診斷功能可以識(shí)別出兩路輸入中的哪一路受到以上故障的影響。集成的診斷輸出電路無需固件執(zhí)行這一功能,也不需要微控制器的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)測(cè)量霍耳電流。


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