電感式傳感：開關(guān)應(yīng)用變得簡(jiǎn)單

涉及檢測(cè)移動(dòng)物體的存在的開關(guān)和鎖存應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)可能很復(fù)雜，并且受到可靠性問題的困擾。示例包括對(duì)打開和關(guān)閉門實(shí)施篡改檢測(cè)，或測(cè)量經(jīng)常暴露在灰塵或油中的齒輪的轉(zhuǎn)速，這些灰塵或油可能會(huì)阻塞傳感器并導(dǎo)致故障。

取決于用于交換應(yīng)用的特定技術(shù)，還存在其他挑戰(zhàn)，包括：

· 由于需要額外的組件（例如磁鐵或磁化材料）而導(dǎo)致的不準(zhǔn)確的開關(guān)閾值，由于零件之間的差異，這通常不是很準(zhǔn)確，并且通常需要在生產(chǎn)中進(jìn)行校準(zhǔn)。

· 溫度變化和元件老化，影響開關(guān)閾值的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

TI 的 LDC0851 差分電感開關(guān)的推出實(shí)現(xiàn)了一種新方法，該方法可提供精確到線圈直徑 1% 的溫度穩(wěn)定開關(guān)閾值，無需進(jìn)行生產(chǎn)校準(zhǔn)。

LDC0851差動(dòng)感應(yīng)開關(guān)原理

如圖 1 所示，LDC0851 使用電感感應(yīng)在兩個(gè)匹配的印刷電路板 (PCB) 線圈之間執(zhí)行簡(jiǎn)單的電感比較。輸出切換高或低取決于哪個(gè)線圈的電感較小。

LDC0851 是一款近距離感性開關(guān)，適用于對(duì)可靠性有較高要求的非接觸式應(yīng)用，如人員檢測(cè)、事件計(jì)數(shù)和簡(jiǎn)單按鈕等。

這款開關(guān)可在導(dǎo)電物體靠近感應(yīng)線圈時(shí)觸發(fā)。 滯后功能確?？煽康拈_關(guān)閾值，從而免受機(jī)械振動(dòng)的干擾。 差分機(jī)制可防止環(huán)境溫度變化或濕度影響等因素導(dǎo)致誤觸發(fā)。

電感檢測(cè)技術(shù)使得即使存在污物、油漬或潮氣，也能提供可靠和精確的檢測(cè)，因而這款產(chǎn)品非常適合用于惡劣或骯臟的環(huán)境。 固態(tài)開關(guān)消除了磁簧、機(jī)械或接觸開關(guān)所引起的故障。 與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品不同的是，LDC0851 不需要磁鐵，也不受 DC 磁場(chǎng)的影響。

圖1：LDC0851差分電感開關(guān)功能圖

應(yīng)用示例

這種切換應(yīng)用程序的新方法為兩大類應(yīng)用程序帶來了好處：

· 需要非接觸式和可重復(fù)開關(guān)閾值的接近檢測(cè)應(yīng)用，例如簡(jiǎn)單按鈕、門開/關(guān)檢測(cè)機(jī)制和工業(yè)接近開關(guān)。圖 2 顯示了一個(gè)接近檢測(cè)應(yīng)用，其中 LDC0851 在沒有電接觸的情況下感應(yīng)彈片按鈕的位置。圖 3 顯示可調(diào)節(jié)閾值允許輕松進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和微調(diào)響應(yīng)以檢測(cè)按鈕響應(yīng)。

圖 2：示例按鈕應(yīng)用程序的接近檢測(cè)

圖 3：微調(diào)按鈕響應(yīng)的可調(diào)閾值

· 需要在骯臟和惡劣環(huán)境中正常工作的事件計(jì)數(shù)應(yīng)用（例如流量計(jì)、齒輪速度測(cè)量設(shè)備和旋轉(zhuǎn)編碼器）受益于感應(yīng)開關(guān)的穩(wěn)健特性。TI 設(shè)計(jì)的感應(yīng)式感應(yīng) 32 位編碼器旋鈕參考設(shè)計(jì)使用圖 4 中所示的 LDC0851 實(shí)現(xiàn)了一個(gè) 32 位編碼器旋鈕，該旋鈕常見于汽車信息娛樂或電器接口（如灶具和音量旋鈕）中。

圖 4：基于 LDC0851 的編碼器旋鈕參考設(shè)計(jì)

原型設(shè)計(jì)工具和資源

圖 5 所示的簡(jiǎn)單紐扣電池供電評(píng)估模塊 (EVM)演示了近距離接近感應(yīng)以及簡(jiǎn)單的開/關(guān)金屬按鈕檢測(cè)。此 EVM 包含一個(gè)穿孔，可讓你們將默認(rèn)傳感器替換為自定義傳感器。

如果你們有興趣了解有關(guān)新型感應(yīng)開關(guān)的更多信息，WEBENCH® 線圈設(shè)計(jì)工具可以幫助簡(jiǎn)化 LDC0851 堆疊線圈的設(shè)計(jì)。