本文是一份應(yīng)用筆記，討論了雙極性開關(guān)的基本原理和操作，包括鎖存模式特性和負單極性或負開關(guān)模式特性。本文檔還介紹了使用雙極性開關(guān)時必需的設(shè)計組件以及如何計算功耗。

雙極型傳感器IC設(shè)計為敏感開關(guān)。（請注意，術(shù)語“雙極”是指磁極性，與雙極半導體芯片結(jié)構(gòu)無關(guān)。）雙極開關(guān)具有一致的磁滯，但是各個單元的開關(guān)點出現(xiàn)在相對更正或更負的范圍內(nèi)。這些設(shè)備的應(yīng)用場合是使用緊密間隔的北極和南極，從而使所需的磁信號幅度ΔB最小，這是因為磁場極性的交替可確保切換，而一致的磁滯可確保周期性。

圖1顯示了用于檢測旋轉(zhuǎn)軸位置的應(yīng)用，例如在無刷直流電動機（BLDC）中。將多個磁體合并到稱為“環(huán)形磁體”的簡單結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)包含相對的交替區(qū)域磁極性。與每個環(huán)形磁體相鄰的IC封裝是霍爾雙極開關(guān)器件。當軸旋轉(zhuǎn)時，磁性區(qū)域?qū)⒁七^霍爾設(shè)備。該設(shè)備受到最近的磁場作用，并且在南磁場相反時打開，而在北磁場相反時關(guān)閉。請注意，設(shè)備的商標面朝向環(huán)形磁鐵。

使用環(huán)形磁體的兩種雙極設(shè)備應(yīng)用。環(huán)形磁鐵具有交替的N（北）和S（南）極性區(qū)域，它們旋轉(zhuǎn)經(jīng)過霍爾器件，從而打開和關(guān)閉。

典型操作

雙極型開關(guān)通常具有正的BOP和負的BRP，但是這些開關(guān)點出現(xiàn)在相對于中性水平B = 0 G并不精確對稱的場強水平。比閂鎖開關(guān)（雙極開關(guān)最初被認為是早期閂鎖的低成本替代品）。一小部分（≈10％）雙極開關(guān)的開關(guān)點范圍完全在正極（南）極性范圍內(nèi)，或者完全在負極（北）極性范圍內(nèi)。使用交變的正（南）極性和負（北）極性字段，可以可靠地操作所有這些特性范圍。斷開磁場通常會在磁場消失時發(fā)生，但是為了確保釋放磁場，需要反向磁場。

雙極開關(guān)的示例是具有最大工作點BOP（max）為45 G，最小釋放點BRP（min）為–40 G，最小滯后值為BHYS（min）的設(shè)備， 15G。但是，最小工作點BOP（min）可能低至–25 G，最大釋放點BRP（max）可能高達30G。圖2顯示了這些特性具有這些切換點的虛擬設(shè)備的單位。在圖3的頂部，跡線“ MinimumΔB”展示了幅值可以導致可靠切換的幅度有多小。

演示雙極性開關(guān)的可能開關(guān)點范圍，用于低磁通量振幅，窄間距交流電極目標

圖2說明了雙極開關(guān)的三種一般工作模式之間的差異：

“閂鎖模式”描述了具有正BOP和負BRP的任何雙極開關(guān)單元，其行為類似于霍爾閂鎖開關(guān)，因為需要同時存在兩個磁場才能完成操作（但沒有實際鎖定設(shè)備狀態(tài)）

“單極模式”描述了BOP和BRP都在正（南）范圍內(nèi)的任何雙極開關(guān)單元

“負單極模式”（有時稱為“負開關(guān)”模式）描述了BOP和BRP都在負（北）范圍內(nèi)的任何雙極開關(guān)單元

編輯：hfy