TI博客**-电感感测：开关应用使一切变得简单

1万 · 2016-5-14 09:03

与运动物体存在检测相关的开关和锁存应用会增加设计的复杂度，并且会受到稳定性问题的困扰。这些应用包括检测开关门状态的篡改检测，或者是长期暴露于尘土或油污环境中的齿轮的旋转速度测量；而这些应用所处环境中的不利因素会阻断传感器的通信，并且导致故障。

根据开关应用所使用的特定技术，还有一些其它难题需要解决：

在这些应用中，需要用到磁体或磁性材料等额外组件，而此类组件之间存在差异，并且经常需要在生产过程中进行校准，所以这些组件往往不是很准确，进而产生不精确的开关阀值。
影响开关阀值精度和可重复性的温度变化和组件老化。

随着TI LDC0851差分电感开关的推出，我们可以用一个全新的方法将温度稳定开关阀值精确至线圈直径的1%，从而免除了对于生产校准的需要。

LDC0851差分电感开关原理

如图1中所示，LDC0851使用电感感测在两个已匹配的印刷电路板 (PCB) 线圈之间执行一个简单电感比较。输出开关的高低取决于哪个线圈具有更少的电感值。

图1：LDC0851差分电感开关功能图

应用示例

主要有两类应用从这个全新的开关方法中受益：

需要非接触式和可重复开关阀值的邻近度检测应用，其中包括简单按钮、开关门检测机制和工业接近开关等应用。图2显示的是一个邻近度检测应用。在这个应用中，LDC0851在没有电接触的情况下，感测一个金属弹片按钮的位置。从图3显示中可以看出，可调阀值能够实现轻松原型设计，并支持响应微调，以检测按钮反应。

图2：针对一个简单按钮应用的邻近度检测

图3：对按钮反应进行微调的可调阀值

需要在脏污和恶劣环境中正常工作的事件计数应用，比如说流量计、齿轮速度测量器件和旋转编码器等；这些应用都能从电感开关本身所具有稳健耐用性中受益。在图4中，使用LDC0851的电感感测32位置编码器旋钮TI Design参考设计实现了一个汽车信息娱乐或家用电器界面（比如灶台和音量调节旋钮）中常见的32位置编码器旋钮。

图4：基于LDC0851的编码器旋钮参考设计

原型设计工具与资源

图5中显示的是一个简单的、由钮扣电池供电的评估模块 (EVM)。从图中可以看出，其功能是进行近距离邻近度感测，以及简单的开关金属按钮检测。这个EVM上有一个穿孔，使你能够用定制传感器来替换这个缺省传感器。

如果你有兴趣进一步了解这款全新的电感开关，WEBENCH® 线圈设计工具能够帮助你简化针对LDC0851的堆叠式线圈的设计。在下一篇博文中，我们将详细介绍一个设计示例，并且为你演示如何使用这款全新的工具。