产业气象站|使用霍尔效应传感器IC及其I2C输出的高级电源管理
随着人机界面设备的普及 ， 人们越来越需要低成本、低功耗和外形紧凑且功能强大的非接触式感测解决方案 。 AllegroMicroSystems的小型DFN10封装ALS313003D霍尔效应传感器即是这样一款产品 ， 非常适合触发器、按钮、旋转、操纵杆和2D滑块操纵杆应用 。 ALS31300具有高度可配置的电源管理选项 ， 包括低功率占空比模式、睡眠模式和操作唤醒 ， 使其非常适用于电池供电应用 ， 如无人机、相机平衡架 ， 以及控制台和移动游戏控制器 。 本文探讨了采用这款3D线性霍尔效应传感器及其附带的I2C输出实现的独特而先进的低功率工作模式和电源管理 。
AllegroMicroSystems的3D线性霍尔效应传感器ALS31300能够感测三个轴的磁场 ， 使ALS31300高度通用 ， 可利用来自两个轴的磁力数据感测任何轴运动或旋转运动 。 该传感器可以在2.65～3.5V的电源电压下工作 ， 电源管理可配置性高 ， 可让效率最大化 。 ALS31300的可用功率模式和典型供电电流如表1所列 。
表1：ALS31300功率模式
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ALS31300的工作模式由休眠字段的值确定：地址0x27 ， 位1:0 。 这些位可以随时访问 ， 表2中也有说明 。
表2：休眠寄存器
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休眠模式
在休眠模式中 ， ALS31300处于接近断电的状态 ， 仅消耗极少量的电流（一般为14nA） 。 在这个模式下 ， 设备仍然会响应I2C命令 ， 但不会更新磁力或温度数据 。 在不能禁用供电电压但需要少量电力消耗的情况下 ， 休眠模式非常有用 。 退出休眠模式的时间相当于通电延迟时间(tPOD) 。
低功率占空比模式
在低功率占空比模式下 ， ALS31300在活跃和不活跃状态间切换 ， 减少整体电流消耗 。 ALS31300在低功率占空比模式中的平均ICC取决于所使用的设置 ， 可能在12μA～2mA（典型）之间 。
图1中显示了在低功率占空比模式下 ， ALS31300在活跃和不活跃状态间切换时的ICC简况 。
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图1：低功率占空比模式下的ICC 。
时长tINACTIVE由字段低功率模式最大次数决定：地址0x27 ， 位6:4 。 ALS31300为tINACTIVE提供八个离散的时间帧 。 tINACTIVE的典型值在表3中列出 。 tINACTIVE期间的典型ICC≈12μA 。
表3：LPDCM不活跃时间(tINACTVE) 。
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图1中显示的tACTIVE时间长度取决于两个设定：BWSelect和活跃信道的数量 。 ALS31300的磁性感测信道通过写入“1”到信道xen、信道yen和信道zen位而独立启用 ， 如表4中所列 。
表4：信道启用控件 。
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BWSelect控制应用于样本磁性数据的筛选量 。 BWSelect和对应更新比率（典型）的值在表5中列出 。
表5：BWSelect和更新比率
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每个BWSelect值得出的噪音表现在表6中列出 。
表6：BWSelect ， 筛选模式和得出的噪音表现（与输入端有关）
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采用“中断”功能的高级低功耗管理
ALS31300的“中断”功能可帮助电池供电应用进一步节省系统功率 ， 延长电池寿命 。 这项技术使系统微控制器能够进入低功率状态 ， 等待ALS31300的中断 。
假设系统正在监控应用磁场的存在 。 例如 ， 在存在大型外部磁场的情况下 ， 功率计可能会不准确 。 假设功率计对大于300高斯(30mT)的磁场敏感 。 最后 ， 假设系统的最大电流需要在由于停电而使用电池时降低 。 图2中展示了一个简版方框图 。
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