CN101888233B - 双极锁存型霍尔开关电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双极锁存型霍尔开关电路，包括稳压器、霍尔感应片、差分放大器、迟滞比较器和输出单元，所述双极锁存型霍尔开关电路还包括至少一个容性负载，所述至少一个容性负载的第一端连接至迟滞比较器的正输入端或负输入端、差分放大器的正输入端或负输入端，所述至少一个容性负载的第二端连接至稳压器的输出端或地电位。本发明从电路上设定双极型霍尔开关电路初始态，简化了系统设计的复杂性，提高了系统性能。
Description
技术领域
本发明一般涉及一种霍尔开关电路，特别涉及一种双极锁存型霍尔开关电路。
背景技术
霍尔开关集成电路作为一种传感电路，被广泛应用于各种控制系统中。霍尔开关电路的原理是，其集成的霍尔感应片感应外界磁场，产生霍尔电压，霍尔电压与基准电压比较，输出逻辑信号0或1。
双极锁存型霍尔开关电路是霍尔开关电路的一种，其常规构成模块如图1所示，包括稳压器101、霍尔感应片102、差分放大器103、迟滞比较器104和输出单元105。
双极锁存型霍尔开关电路的传输特性如图2所示：当磁场大于BOP时，输出为0；当磁场小于BRP时，输出为1。当磁场为0时，电路上电之后，输出没有被定义。传统的解决方法都是系统程序上的处理方法：一般在程序上认为刚上电之后的输出状态无效，等输出有几个0、1状态的反复之后再作出电路已正常工作的判断。这种系统程序上的处理方法使得系统设计稍显复杂，同时影响了系统的快速反应能力。
假设能在电路上设置所需要的上电初始态，系统程序的设计可以简化，系统性能能得到提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是从电路上解决双极锁存型霍尔开关电路上电初始态不确定的问题，初始态可根据需要设置成0或1，以克服常规用系统处理方法带来的不足。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种双极锁存型霍尔开关电路，包括稳压器、霍尔感应片、差分放大器、迟滞比较器和输出单元，所述双极锁存型霍尔开关电路还包括至少一个容性负载，所述至少一个容性负载的第一端连接至迟滞比较器的正输入端或负输入端、差分放大器的正输入端或负输入端，所述至少一个容性负载的第二端连接至稳压器的输出端或地电位。
通过在电路内部节点增加容性负载，迟滞比较器的输入端在上电过程中有一个峰值大于迟滞宽度的脉冲式电压，这个脉冲式电压使输出端在内部电源电压上升的过程中被锁定为0或1。电路正常工作后，容性负载不影响其直流特性。因此，本发明以电路的方式简单地解决了双极锁存型霍尔开关电路上电初始态不确定的问题。
附图说明
图1是常规双极锁存型霍尔集成开关电路原理图；
图2是双极锁存型霍尔开关的传输特性示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例的原理图；
图4是本发明的一个替代实施例的原理图；
图5是本发明的另一个替代实施例的原理图；
图6是本发明的另一个替代实施例的原理图；
图7是本发明的另一个替代实施例的原理图。
具体实施方式
下面根据图3至7，给出本发明的较佳实施例和替代实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
参考图3，根据本发明的一个较佳实施例，双极锁存型霍尔开关电路包括稳压器301、霍尔感应片302、差分放大器303、迟滞比较器304、输出单元305和容性负载306。稳压器301连接在Vcc与地电位之间。霍尔感应片302连接在稳压器301的输出端与地电位之间。差分放大器303的正输入端和负输入端分别连接至霍尔感应片302的两个输出端。迟滞比较器304的正输入端和负输入端分别连接至差分放大器303的两个输出端。输出单元305的输入端连接至迟滞比较器304的输出端。容性负载306的第一端连接至迟滞比较器304的正输入端，其第二端连接至稳压器301的输出端。
内部电源电压VREG在上升过程中，通过容性负载306的电容耦合效应，使迟滞比较器输入端电压有个脉冲过程，只要其峰值大于迟滞宽度，输出初始态就被确定。为了保证迟滞比较器输入端电压脉冲的峰值大于迟滞宽度，容性负载的阻抗不能太大。
图4是本发明要求输出初始态为0时的替代实施例，电路上与图3的不同之处在于在放大器303输入输出端增加了3个容性负载307、308和309。容性负载306、308的第一端分别连接至迟滞比较器304的正输入端和差分放大器303的正输入端，其第二端连接至稳压器301的输出端；容性负载307、309的第一端分别连接至迟滞比较器304的负输入端和差分放大器303的负输入端，其第二端连接至地电位。
图5是本发明要求输出初始态为0时的另一个替代实施例。当要求输出初始态为1时，连接方式可如图6和7所示。
需要注意的是：
1.容性负载306、307、308和309的第一端可以连接至迟滞比较器304和差分放大器303的四个输入端中的任意一个，第二端则可以连接至稳压器301的输出端和地电位中的任意一个；
2.差分放大器303、迟滞比较器304之间有两种连接方式(图3、4和6所示为一种，图5和7所示为另一种)；
3.按照上述1-2点连接的电路中，容性负载306、307、308和309中的任意一个、两个或三个可以不存在。
因此，本发明具有多种连接方式。只要有一个容性负载连接至迟滞比较器304或差分放大器303的正输入端或负输入端，第二端连接至稳压器301的输出端或地电位，其结构都能实现迟滞比较器输入端电压在上电过程中出现一个峰值大于迟滞宽度的脉冲电压，使输出状态锁定。而该输出状态为0或1，则视具体的连接而定。
容性负载306、307、308和309中的每一个的具体实现方式可以为电容，也可以为反偏PN结或其它具有容性的元件或组合元件，可以相同，也可以不同。但在半导体工艺中，电容层的制造需要另加模板，所以以反偏PN结最为经济。同样出于经济的考虑，容性负载306、307、308和309的具体实现方式优选相同。
本发明在电路内部节点增加容性负载的方法，最少只需增加一个反偏PN结，实现了从电路上设定双极型霍尔开关电路初始态的目的，无需从系统上来解决初始态的问题，简化了系统设计的复杂性，提高了系统性能。
显然，在上述教导下，可能对本发明进行多种修正和变型，并在所附权利要求的范围内，本发明可实施为不同于具体描述的方式。
Claims (5)
1.一种双极锁存型霍尔开关电路，包括稳压器、霍尔感应片、差分放大器、迟滞比较器和输出单元，其特征在于，所述双极锁存型霍尔开关电路还包括至少一个容性负载，所述至少一个容性负载的第一端连接至迟滞比较器的正输入端或负输入端、差分放大器的正输入端或负输入端，所述至少一个容性负载的第二端连接至稳压器的输出端或地电位，通过容性负载的电容耦合效应，使迟滞比较器输入端电压在上电过程中产生一脉冲电压，且该脉冲电压的峰值大于迟滞宽度，则输出初始态就被确定。
2.如权利要求1所述的一种双极锁存型霍尔开关电路，其特征在于，所述容性负载为电容。
3.如权利要求1所述的一种双极锁存型霍尔开关电路，其特征在于，所述容性负载中的一部分为电容。
4.如权利要求1所述的一种双极锁存型霍尔开关电路，其特征在于，所述容性负载为反偏PN结。
5.如权利要求1所述的一种双极锁存型霍尔开关电路，其特征在于，所述容性负载中的一部分为反偏PN结。
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