對(duì)我來(lái)說(shuō)，關(guān)于孩子的最酷的事情之一就是他們可以被科學(xué)和其他現(xiàn)象所震驚，這些現(xiàn)象作為一個(gè)成年人，你是剛剛接受了。我為他的生日一年給了一個(gè)五歲的自制磁性粘液;由氧化鐵粉末，埃爾默的膠水和液體淀粉組成，除了這個(gè)男孩的母親之外，黑色粘糊糊的前景令所有人高興。

沒(méi)有人可以質(zhì)疑混合這些東西或喜悅的樂(lè)趣。舉起黑手指。當(dāng)粘土實(shí)際上跟隨釹磁鐵時(shí)，每個(gè)人都感到驚訝。你當(dāng)然可以感受到每個(gè)人的想象力都被磁性泥的魔力重新點(diǎn)燃。

根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，我在理解如何在我的電路板設(shè)計(jì)中最好地利用磁力時(shí)會(huì)遇到類似的磁性形式。了解霍爾效應(yīng)應(yīng)用程序?qū)⒛軌虮３帜脑O(shè)計(jì)觸發(fā)您的想象力。重新審視霍爾效應(yīng)甚至可能重新記錄你對(duì)磁性玩具的記憶。

Hello Hall效應(yīng)！

施加在載流導(dǎo)體上的橫向磁場(chǎng)誘發(fā)電場(chǎng)。由此產(chǎn)生的電位差產(chǎn)生一個(gè)非常小的電壓，稱為霍爾電壓，取決于材料，電流和磁場(chǎng)。

基本霍爾傳感器檢測(cè)是否存在磁場(chǎng)?；灸Ｐ偷淖兓捎米鏖_(kāi)關(guān)，鎖存器和傳感器。

霍爾效應(yīng)開(kāi)關(guān)在存在橫向磁場(chǎng)的情況下打開(kāi)，并在移除磁場(chǎng)時(shí)關(guān)閉。從霍爾效應(yīng)閂鎖中移除磁場(chǎng)，閂鎖將保持打開(kāi)狀態(tài)。閂鎖在存在平行磁場(chǎng)或關(guān)閉電源時(shí)關(guān)閉。

霍爾效應(yīng)傳感器輸出與施加的磁場(chǎng)成比例的模擬電壓。

讓我們來(lái)看看幾個(gè)霍爾效應(yīng)IC

解決霍爾效應(yīng)傳感器和PCB設(shè)計(jì)所涉及的挑戰(zhàn)，首先要了解霍爾效應(yīng)IC的一些示例操作。

1。靈敏的低功耗，低噪聲傳感器IC可在電池供電的移動(dòng)應(yīng)用中工作，這些應(yīng)用需要高能效和最小的PCB空間。在此示例中，北極或南極觸發(fā)IC操作。不將磁極性與電路操作聯(lián)系起來(lái)可以降低成本并簡(jiǎn)化安裝。

由于伴隨的定時(shí)電路只允許短時(shí)間供電，因此平均電流消耗仍然很低。在占空比期間電路保持關(guān)閉狀態(tài)。

通過(guò)許多不同的顯示器可以看到霍爾效應(yīng)迭代

2。超低功耗霍爾鎖存?zhèn)鞲衅骺捎米鞅銛y式醫(yī)療設(shè)備，電動(dòng)自行車和流量計(jì)中的無(wú)刷直流電機(jī)傳感器，機(jī)械行程傳感器和測(cè)量流體。該電路使用引腳可選的采樣率來(lái)監(jiān)控運(yùn)動(dòng)的變化。

在操作過(guò)程中，器件會(huì)響應(yīng)垂直于封裝頂部施加的磁場(chǎng)。在封裝頂部附近放置一個(gè)南磁極會(huì)使磁通量從底部傳播到頂部并建立正極性。由此，磁閾值工作點(diǎn)上升直到超過(guò)閾值。結(jié)果，電路產(chǎn)生低電壓。

施加北極磁極將磁閾值釋放點(diǎn)推到閾值以上，并使電路在輸出端產(chǎn)生高電壓。交替的北極和南極切換輸出。

3。基于傳統(tǒng)CMOS技術(shù)，集成磁場(chǎng)傳感器使用霍爾效應(yīng)來(lái)感測(cè)電流。在該設(shè)計(jì)中，附加的鐵磁層用作磁通量集中器并提供高磁增益。采用這種方法，電路對(duì)與其表面平行的任何磁場(chǎng)保持極其敏感，并產(chǎn)生與磁場(chǎng)成比例的線性輸出電壓。該電路包括與PCB上電流導(dǎo)體的高壓隔離，并以低噪聲和低偏移工作。

屏蔽！

每個(gè)示例霍爾效應(yīng)傳感器對(duì)磁場(chǎng)具有高靈敏度。雜散的外部磁場(chǎng)可能導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。 PCB設(shè)計(jì)可通過(guò)多種方法防止外部磁場(chǎng)。

您可以通過(guò)使用表面貼裝磁屏蔽覆蓋器件封裝來(lái)防止磁場(chǎng)干擾。雖然屏蔽將外部磁通量從封裝中分流出來(lái)，但它不會(huì)影響在初級(jí)載流路徑周圍的封裝內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)。用環(huán)氧樹(shù)脂將屏蔽層固定在PCB上。

霍爾器件不易對(duì)平行于其平面的磁通線。因此，您可以將屏蔽的兩側(cè)打開(kāi)。如果電路需要額外屏蔽外部垂直磁通，則在PCB底部放置第二個(gè)屏蔽。

<小>屏蔽可能看起來(lái)很笨重，但它比用PCB損壞更安全。

間隔跡線

定向高電流導(dǎo)體靠近垂直于PCB平面的器件。通過(guò)這種方向，您可以讓磁通量在霍爾器件的平面內(nèi)循環(huán)，而不是通過(guò)元件。結(jié)果，助焊劑對(duì)霍爾IC輸出的影響很小或沒(méi)有影響。雖然存在空間限制，但您可以通過(guò)在器件和其他載流走線之間保持盡可能多的空間來(lái)保護(hù)霍爾器件免受干擾。

獲得更多投入并參與了解霍爾效應(yīng)和磁場(chǎng)過(guò)程徹底改變了我對(duì)PCB設(shè)計(jì)的創(chuàng)作熱情。但是，如果沒(méi)有強(qiáng)大的PCB設(shè)計(jì)軟件可以滿足我的創(chuàng)新需求，我的設(shè)計(jì)無(wú)處可去。值得慶幸的是，Altium'sCircuitStudio?能夠處理我在布局，規(guī)則檢查以及提供智能原理圖和足跡創(chuàng)建軟件方面的任何要求。