Differenz-Hall-Effekt-Schalter
Kurzbeschreibung
Hinweis: Die HAL 3xy Sensor-Familie wird nicht für Neuentwicklungen empfohlen.
Der HAL 300 und der HAL 320 sind in CMOS-Technologie hergestellte, Differenz-Hall-Effekt-Schalter. Die Sensoren enthalten zwei temperaturkompensierte Hall-Elemente mit aktiver Offsetkompensation, einen Differenzverstärker mit Schmitt-Trigger und einen Open-Drain-Ausgangstransistor.
Diese Differenz-Sensoren reagieren auf räumliche Veränderungen des Magnetfeldes. Die Hall-Spannungen an den beiden Hall-Elementen werden von einem Differenzverstärker ausgewertet. Das Differenz-Signal wird mit dem tatsächlichen Schaltpunkt des internen Schmitt-Triggers verglichen. Dem entsprechend wird der Ausgangstransistor ein- oder ausgeschaltet. Das Differenz-Signal kann entweder mittels rotierendem Multipolring vor der beschrifteten Seite des Gehäuses (siehe HAL 300) oder mittels eines Magneten an der Rückseite des Gehäuses (Backbias-Magnetfeld an beiden Hall-Elementen) gewonnen werden (siehe HAL 320).
Die aktive Offset-Kompensation führt zu konstanten magnetischen Eigenschaften über Versorgungsspannung und Temperatur. Die Sensoren wurden für Automobil- und Industrieanwendungen entwickelt und arbeiten mit Versorgungsspannungen von 4,5 V bis 24 V im Sperrschichttemperaturbereich von -40 °C bis 170 °C.
Die Sensoren sind im SMD-Gehäuse SOT89B und in der bedrahteten Version TO92UA erhältlich.
Blockdiagramm – Systemarchitektur
Dieser Hall-Sensor ist eine monolithische integrierte Schaltung mit zwei Hall-Elementen, die 2,25 mm voneinander entfernt sind und auf Differenz-Magnetfelder reagieren. Wenn Feldlinien von Magnetfeldern senkrecht zu den sensiblen Bereichen den Sensor durchdringen, erzeugen die vorgespannten Hall-Elemente zu diesen Feldern proportionale Hall-Spannungen. Die Differenz der Hall-Spannungen wird mit dem tatsächlichen Schwellenwert im Komparator verglichen. Die temperaturabhängige Vorspannung erhöht die Versorgungsspannung der Hall-Elemente und passt die Schaltpunkte der verringerten Feldstärke der Magnete bei höheren Temperaturen an. Wenn das Differenz-Magnetfeld die Schwellenwerte erreicht, schaltet der Open-Drain- Ausgang in den entsprechenden Zustand. Die integrierte Hysterese eliminiert Schwingungen und bietet so ein schwingungsfreies Schaltverhalten des Ausgangs.
