隨著人機界面設(shè)備的普及,，人們越來越需要低成本、低功耗和外形緊湊且功能強大的非接觸式感測解決方案,。Allegro MicroSystems的小型DFN10封裝ALS31300 3D霍爾效應(yīng)傳感器即是這樣一款產(chǎn)品，非常適合觸發(fā)器,、按鈕,、旋轉(zhuǎn)、操縱桿和2D滑塊操縱桿應(yīng)用,。ALS31300具有高度可配置的電源管理選項,，包括低功率占空比模式、睡眠模式和操作喚醒,，使其非常適用于電池供電應(yīng)用,，如無人機、相機平衡架,，以及控制臺和移動游戲控制器,。本文探討了采用這款3D線性霍爾效應(yīng)傳感器及其附帶的I²C輸出實現(xiàn)的獨特而先進(jìn)的低功率工作模式和電源管理。

 Allegro MicroSystems的3D線性霍爾效應(yīng)傳感器ALS31300能夠感測三個軸的磁場,，使 ALS31300 高度通用,，可利用來自兩個軸的磁力數(shù)據(jù)感測任何軸運動或旋轉(zhuǎn)運動。該傳感器可以在2.65～3.5V的電源電壓下工作,，電源管理可配置性高,，可讓效率最大化。ALS31300 的可用功率模式和典型供電電流如表 1 所列,。

表 1：ALS31300 功率模式

ALS31300 的工作模式由休眠字段的值確定：地址 0x27,，位 1:0。這些位可以隨時訪問,，表 2 中也有說明,。

 表 2：休眠寄存器

        休眠模式

在休眠模式中，ALS31300處于接近斷電的狀態(tài),，僅消耗極少量的電流（一般為14nA）,。在這個模式下，設(shè)備仍然會響應(yīng)I2C命令,，但不會更新磁力或溫度數(shù)據(jù),。在不能禁用供電電壓但需要少量電力消耗的情況下，休眠模式非常有用,。退出休眠模式的時間相當(dāng)于通電延遲時間(tPOD),。

 低功率占空比模式

在低功率占空比模式下，ALS31300在活躍和不活躍狀態(tài)間切換,，減少整體電流消耗,。ALS31300 在低功率占空比模式中的平均ICC取決于所使用的設(shè)置，可能在12μA～2mA（典型）之間,。

 圖1中顯示了在低功率占空比模式下,，ALS31300 在活躍和不活躍狀態(tài)間切換時的I_CC簡況,。

圖 1：低功率占空比模式下的 ICC。

      時長tINACTIVE由字段低功率模式最大次數(shù)決定：地址 0x27,，位6:4,。ALS31300 為tINACTIVE提供八個離散的時間幀。tINACTIVE的典型值在表3中列出,。tINACTIVE期間的典型I_CC ≈ 12μA,。

  表 3：LPDCM 不活躍時間 (tINACTVE)。

 圖1中顯示的tACTIVE時間長度取決于兩個設(shè)定：BW Select 和活躍信道的數(shù)量,。ALS31300的磁性感測信道通過寫入“1”到 信道 x en,、信道 y en 和信道 z en 位而獨立啟用，如表 4 中所列,。

表 4：信道啟用控件,。

   BW Select 控制應(yīng)用于樣本磁性數(shù)據(jù)的篩選量。BW Select 和對應(yīng)更新比率（典型）的值在表5中列出,。

 表 5：BW Select 和更新比率

每個 BW Select 值得出的噪音表現(xiàn)在表 6 中列出,。

表 6：BW Select ，篩選模式和得出的噪音表現(xiàn)（與輸入端有關(guān)）

       采用 “中斷”功能的高級低功耗管理

ALS31300 的“中斷”功能可幫助電池供電應(yīng)用進(jìn)一步節(jié)省系統(tǒng)功率,，延長電池壽命,。這項技術(shù)使系統(tǒng)微控制器能夠進(jìn)入低功率狀態(tài)，等待ALS31300的中斷,。

 假設(shè)系統(tǒng)正在監(jiān)控應(yīng)用磁場的存在,。例如，在存在大型外部磁場的情況下,，功率計可能會不準(zhǔn)確,。假設(shè)功率計對大于300高斯 (30mT) 的磁場敏感。最后,，假設(shè)系統(tǒng)的最大電流需要在由于停電而使用電池時降低,。圖2中展示了一個簡版方框圖。

圖2：簡化的篡改檢測塊圖表,。

      結(jié)語

配置完成后,，系統(tǒng)微控制器可以進(jìn)入更深層的休眠狀態(tài)，在存在大于300高斯的磁場的情況下,，ALS31300 發(fā)出活躍的低“中斷”信號,，即可喚醒微控制器。tACTIVE 的持續(xù)時間相對于 tINACTIVE 而言非常短,，以至于在示波器上顯示為兩個較小的狹縫。LPDCM 期間仍然會發(fā)生 I²C 事務(wù),。