霍爾效應(yīng)對PCB布局有哪些影響？

對我來說，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)象作為一個成年人，你是剛剛接受了。我為他的生日一年給了一個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，除了這個男孩的母親之外，黑色粘糊糊的前景令所有人高興。

沒有人可以質(zhì)疑混合這些東西或喜悅的樂趣。舉起黑手指。當(dāng)粘土實際上跟隨釹磁鐵時，每個人都感到驚訝。你當(dāng)然可以感受到每個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，我在理解如何在我的電路板設(shè)計中最好地利用磁力時會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)體上的橫向磁場誘發(fā)電場。由此產(chǎn)生的電位差產(chǎn)生一個非常小的電壓，稱為霍爾電壓，取決于材料，電流和磁場。

基本霍爾傳感器檢測是否存在磁場。基本模型的變化可用作開關(guān)，鎖存器和傳感器。

霍爾效應(yīng)開關(guān)在存在橫向磁場的情況下打開，并在移除磁場時關(guān)閉。從霍爾效應(yīng)閂鎖中移除磁場，閂鎖將保持打開狀態(tài)。閂鎖在存在平行磁場或關(guān)閉電源時關(guān)閉。

霍爾效應(yīng)傳感器輸出與施加的磁場成比例的模擬電壓。

讓我們來看看幾個霍爾效應(yīng)IC

解決霍爾效應(yīng)傳感器和PCB設(shè)計所涉及的挑戰(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)系起來可以降低成本并簡化安裝。

由于伴隨的定時電路只允許短時間供電，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，電動自行車和流量計中的無刷直流電機(jī)傳感器，機(jī)械行程傳感器和測量流體。該電路使用引腳可選的采樣率來監(jiān)控運(yùn)動的變化。

在操作過程中，器件會響應(yīng)垂直于封裝頂部施加的磁場。在封裝頂部附近放置一個南磁極會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?；趥鹘y(tǒng)CMOS技術(shù)，集成磁場傳感器使用霍爾效應(yīng)來感測電流。在該設(shè)計中，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，電路對與其表面平行的任何磁場保持極其敏感，并產(chǎn)生與磁場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！

每個示例霍爾效應(yīng)傳感器對磁場具有高靈敏度。雜散的外部磁場可能導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確。 PCB設(shè)計可通過多種方法防止外部磁場。

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

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

<小>屏蔽可能看起來很笨重，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)，而不是通過元件。結(jié)果，助焊劑對霍爾IC輸出的影響很小或沒有影響。雖然存在空間限制，但您可以通過在器件和其他載流走線之間保持盡可能多的空間來保護(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)和磁場過程徹底改變了我對PCB設(shè)計的創(chuàng)作熱情。但是，如果沒有強(qiáng)大的PCB設(shè)計軟件可以滿足我的創(chuàng)新需求，我的設(shè)計無處可去。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。