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

雙極型傳感器IC設(shè)計(jì)為敏感開(kāi)關(guān)。（請(qǐng)注意，術(shù)語(yǔ)“雙極”是指磁極性，與雙極半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。）雙極開(kāi)關(guān)具有一致的磁滯，但是各個(gè)單元的開(kāi)關(guān)點(diǎn)出現(xiàn)在相對(duì)更正或更負(fù)的范圍內(nèi)。這些設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合是使用緊密間隔的北極和南極，從而使所需的磁信號(hào)幅度ΔB最小，這是因?yàn)榇艌?chǎng)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(cè)旋轉(zhuǎn)軸位置的應(yīng)用，例如在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（BLDC）中。將多個(gè)磁體合并到稱(chēng)為“環(huán)形磁體”的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)包含相對(duì)的交替區(qū)域磁極性。與每個(gè)環(huán)形磁體相鄰的IC封裝是霍爾雙極開(kāi)關(guān)器件。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁性區(qū)域?qū)⒁七^(guò)霍爾設(shè)備。該設(shè)備受到最近的磁場(chǎng)作用，并且在南磁場(chǎng)相反時(shí)打開(kāi)，而在北磁場(chǎng)相反時(shí)關(guān)閉。請(qǐng)注意，設(shè)備的商標(biāo)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(guò)霍爾器件，從而打開(kāi)和關(guān)閉。

典型操作

雙極型開(kāi)關(guān)通常具有正的BOP和負(fù)的BRP，但是這些開(kāi)關(guān)點(diǎn)出現(xiàn)在相對(duì)于中性水平B = 0 G并不精確對(duì)稱(chēng)的場(chǎng)強(qiáng)水平。比閂鎖開(kāi)關(guān)（雙極開(kāi)關(guān)最初被認(rèn)為是早期閂鎖的低成本替代品）。一小部分（≈10％）雙極開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)點(diǎn)范圍完全在正極（南）極性范圍內(nèi)，或者完全在負(fù)極（北）極性范圍內(nèi)。使用交變的正（南）極性和負(fù)（北）極性字段，可以可靠地操作所有這些特性范圍。斷開(kāi)磁場(chǎng)通常會(huì)在磁場(chǎng)消失時(shí)發(fā)生，但是為了確保釋放磁場(chǎng)，需要反向磁場(chǎng)。

雙極開(kāi)關(guān)的示例是具有最大工作點(diǎn)BOP（max）為45 G，最小釋放點(diǎn)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(diǎn)BOP（min）可能低至–25 G，最大釋放點(diǎn)BRP（max）可能高達(dá)30G。圖2顯示了這些特性具有這些切換點(diǎn)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(dǎo)致可靠切換的幅度有多小。

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

圖2說(shuō)明了雙極開(kāi)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(fù)BRP的任何雙極開(kāi)關(guān)單元，其行為類(lèi)似于霍爾閂鎖開(kāi)關(guān)，因?yàn)樾枰瑫r(shí)存在兩個(gè)磁場(chǎng)才能完成操作（但沒(méi)有實(shí)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(kāi)關(guān)單元

“負(fù)單極模式”（有時(shí)稱(chēng)為“負(fù)開(kāi)關(guān)”模式）描述了BOP和BRP都在負(fù)（北）范圍內(nèi)的任何雙極開(kāi)關(guān)單元

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