高度可靠的霍耳傳感器接口集成方案
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較高的地電位差承受能力可減少連線(xiàn)
雖然MAX9921是面向2線(xiàn)霍耳傳感器應用設計，但該器件也可以用于實(shí)現霍耳傳感器的單線(xiàn)接口。其高邊電流檢測拓撲使其能夠承受較高的傳感器與MAX9921和微控制器地之間的地電位差。較高的地電位差承受力可以避免使用地連接線(xiàn)(例如，汽車(chē)底盤(pán)的地連接線(xiàn))，支持霍耳傳感器的單線(xiàn)接口。
圖2所示電路用于測試MAX9921對地電位差的承受能力。電路沒(méi)有使用霍耳傳感器，而是使用了可編程負載，用于吸收電流，可以在較大范圍內設置電流，精度達到所選滿(mǎn)量程值的0.1%。試驗中選擇了10mA滿(mǎn)量程值，精度達10µA。如圖3所示，MAX9921帶滯回的電流門(mén)限小于1mA，確保在惡劣環(huán)境或嘈雜環(huán)境下可靠工作。
圖2. 測試MAX9921地電位差承受能力的電路
圖3. MAX9921的電流閾值和滯回
在第一個(gè)試驗中，流入可編程負載的電流置為9.05mA，比MAX9921輸出從低電平(~0V)切換到高電平(~5V，上拉電阻接5V)的閾值低50µA。通過(guò)直流電壓發(fā)生器(V)，可編程負載地電位與MAX9921地電位的差。如表1所示，VBAT = 12V，MAX9921的門(mén)限能夠承受高達±8V的地電位差!
表1. 電流門(mén)限為9.05mA時(shí)可承受的地電位差
| ISENSOR (mA) | VGND (V) | VIN (V) | VOUT (V) |
| 9.05 | -8 | 10.8 | 0 |
| -4 | |||
| -2 | |||
| 0 | |||
| +2 | |||
| +4 | |||
| +8 | 10.9 |
進(jìn)行類(lèi)似試驗，測試8.2mA由高電平到低電平切換電流門(mén)限的可靠性。電流置為8.25mA，即使地電位相差±8V，MAX9921輸出也不會(huì )發(fā)生翻轉(表2)。
表2. 電流門(mén)限為8.2mA時(shí)可承受的地電位差
| ISENSOR (mA) | VGND (V) | VIN (V) | VOUT (V) |
| 8.25 | -8 | 10.8 | 5 |
| -4 | |||
| -2 | |||
| 0 | |||
| +2 | |||
| +4 | |||
| +8 | 10.9 |
MAX9921的高邊電流檢測拓撲使該器件能夠承受傳感器與接口之間高達±8V的地電位差。這在霍耳傳感器距離邏輯電路(MAX9921接口和微控制器)較遠的應用中特別重要。在類(lèi)似應用中，MAX9921可以省去器件本身與霍耳傳感器之間的地連接線(xiàn)，從而節省了成本和空間。
結論
MAX9921較高的地電位差承受力、輸入保護電路、高達60V的耐壓以及診斷功能使得MAX9921成為汽車(chē)、工業(yè)等惡劣環(huán)境下霍耳傳感器與微控制器接口的理想選擇，提供完備、可靠的集成方案。
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