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芯片利用 | 電機分手式水表中的磁阻芯片利用注重事變 - 磁傳感器常識 - 傳感器常識庫
磁傳感器常識

芯片利用 | 電機分手式水表中的磁阻芯片利用注重事變

宣布日期:2020年10月30日    閱讀次數:1398

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 電機分手式水表,是將機器傳動和電子計量局部完整分隔。與傳同一體式水表比擬,電機分手式設想進步了電子元件壽命,加速了模塊化出產效力,便利了售后保護。近幾年來,電機分手式水表在智能水表范疇成了支流設想。本文連系了多維科技多年來辦事于各洪流表廠商的手藝利用經歷,拔取幾個比擬關懷的話題與大師分享。

 

 

一、功耗的題目

 

 

 因傳統的脈沖水表都接納干簧管的來做,干簧管是機器部件,自身不功耗,但電機分手水表干簧管的活絡度不夠,只能接納活絡度高的磁阻傳感器芯片的計劃,磁阻傳感器芯片是電子器件,是有必然功耗的。若是磁阻傳感器芯片自身選型恰當,設想、出產和灌封關頭多注重,也不會呈現功耗大的題目。上面從芯片選型、設想焊接和灌封工藝幾個方面停止闡發。


1.磁傳感器芯片選型

 

 今朝磁傳感器芯片首要為霍爾和磁阻傳感器芯片,磁阻傳感器芯片從成長進程來看首要分為三代AMR、GMR和TMR,從低功耗角度來說,AMR和GMR 磁阻傳感器芯片的功耗較大,普通在mA級,為了下降功耗,內部與低功耗霍爾芯片一樣接納休眠叫醒,也便是分時供電的形式來任務,為了使得功耗下降到必然的程度,大局部時辰都在休眠狀況,從而存在漏計脈沖的危險。霍爾自身的本錢要比干簧管低良多,為什么在傳統的脈沖表外面不替換干簧管,除分歧性的題目,別的一個首要的題目便是功耗大,緣由是分時供電電路局部的電路任務不不變,致使的功耗變大,并且功耗能夠會成千倍的增添,將水表電池能量很快耗損完。為了避免此題目,水表的節制板會零丁節制霍爾的供電管腳,按時的上電讀取數據,再斷電的二次外局部時供電形式,如許芯片一向在內部和內部頻頻的切換上電和斷電的任務形式。如許的任務形式一方面內部會增添水表節制模塊的任務量和功耗,別的芯片自身持久的處于上電和斷電的狀況,對自身任務的不變性和壽命城市有影響。

 分時供電的AMR磁阻傳感器芯片從低功耗的設想道理來看,與霍爾也是一樣的,以是作為水表計量最為關頭的傳感器收羅局部,都存在上面提到的與霍爾一樣的情況,接納分時供電的形式,芯片會有“睡了不醒”,或“睡的時辰太長”,致使的采樣率低、漏計脈沖的情況產生,反過去說,若是芯片“持久失眠”,或“就寢缺乏”,則會致使芯片的功耗直線回升

 

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圖一 某AMR磁阻芯片的任務電流和休眠電流

 

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圖二 霍爾和AMR磁阻芯片的休眠叫醒任務周期


 多維科技的TMR磁阻傳感器芯片與AMR、GMR磁阻傳感器芯片比擬較,自身阻值很高,不必做任何的處置就可以夠做到uA級的功耗,不必分時供電,呼應速率也高,任務狀況下功耗只要其余磁阻傳感器芯片的近千分之一,頻次呼應高達1KHz,是其余磁阻傳感器芯片的50-100倍,不會有漏計脈沖的危險,表廠也不必斟酌將磁阻傳感器芯片放在哪一個升位,即便放在升位或純電子水表的計量都不題目。數據收羅局部能夠間斷而不是輪詢的體例。圖三是磁傳感器手藝的參數對照,多維科技的TMR磁阻傳感器芯片的功耗最低,活絡度最高,布局也絕對龐雜。

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圖三 磁傳感器手藝參數對照

 

綜上所述,從芯片選型來看,從本源上挑選多維科技的低功耗TMR磁阻傳感器芯片,不會呈現由于芯片自身的題目致使的功耗大。 


2.電路板設想和焊接工藝

 

 電機分手式水表的磁阻傳感器芯片感到標的目標是程度于芯片外表,為了與磁鐵更好的婚配,普通都用直插件,在設想管腳的時辰,要注重焊盤之間的間距,不宜太小,太小輕易形成焊接時辰的連焊。別的孔徑要設想的公道,TO92S封裝的插件底部的管腳略寬,孔徑適合,芯片拔出后會卡住,不會晃悠,以避免野生焊接時松動,致使焊歪,從而影響分歧性。別的要用品質好的助焊劑,如助焊劑選的不好,會致使管腳之間阻值變小,影響芯片的普通任務和功耗,助焊劑焊接實現后最好用酒精棉擦拭下。在灌封之前最好加電做靜態功耗測試。

 

3.灌封工藝

 

 因水表持久任務在濕潤的情況中,須要將磁阻傳感器芯片電路局部灌封,以到達防水防潮的目標,灌封普通用環氧樹脂和聚氨脂占多數,絕對而言環氧樹脂應力與電路板的吸協力較差,若是灌封的工藝把控的不好,由于表里有壓差,普通水氣會從線束的裂縫出來,致使芯片的內部管腳受潮,電源和地之間,輸入端與地之間的阻值變小,從而功耗變大,倡議有前提的電路板最好刷三防漆。各水表廠商的產物灌封工藝都不盡不異,要做好灌封嘗試,以到達最好防水防潮的結果。

 


二、磁鐵和芯片共同題目

 

 因電機分手水表磁鐵和磁阻傳感器芯片的間隔較遠,若是磁阻傳感器芯片的活絡度不夠高,感到區間規模就小,為了知足磁場強度的需要,良多廠家都選用磁性更強且本錢低的釹鐵硼,以知足芯片占空比的請求,但釹鐵硼跟著溫度的變更,磁性會產生變更,特別是在溫度高的時辰,磁性有衰減,別的任務時辰長也輕易退磁,從而影響占空比,若是磁場強度設想在最大的臨界狀況,磁鐵的退磁景象會影響水表持久的不變任務,從而增添了水表任務非常的隱患。

別的的另有一個題目,若是磁鐵已設想成最強,如芯片的分歧性不好,也便是差別批次的活絡度不分歧,輕則轉變占空比,嚴峻的不吸合或兩個芯片同時吸合,誤判為磁進犯。綜上磁鐵強度倡議不要選到極限,讓芯片任務在磁場的臨界點,以避免磁性衰減,引發題目。倡議盡可能選用釤鈷磁鐵,磁性絕對釹鐵硼弱一些,但其任務不變,能夠共同活絡度更高,感到規模更寬的磁阻傳感器芯片,經由進程調劑磁阻傳感器芯片的地位來保障磁場強度在寧靜的地區。斟酌到磁鐵和磁阻傳感器芯片的分歧性,和磁鐵退磁及裝置偏差的影響,以是在最后設想時必然要做好冗余,準繩上在吸合點的磁場強度請求最少大于芯片規范OP吸合點的2倍,斷開點的磁場強度小于芯片規范RP斷開點的1/2。以是從分歧性和持久任務的不變來看,電機分手水表用更不變的釤鈷磁鐵和多維科技活絡度更高的TMR磁阻傳感器芯片是最好的挑選。多維科技TMR磁阻傳感器芯片有差別活絡度和回差系列芯片,以知足差別水表設想的請求。

 

 

三、多維科技芯片利用計劃

 


電機分手式水表計劃經常使用的有多種,若是計劃設想的不公道,在量產的進程中也會存在良多題目,上面對經常使用的兩種典范計劃設想停止一下簡略申明:

 

 

計劃一:智能防盜計數進級版

雙磁鐵+雙級鎖存芯片計劃

 

 智能防盜計數進級版計劃,利用雙級鎖存芯片輸入的旌旗燈號經由進程兩顆差別級性的磁鐵來節制。恰當調劑芯片的地位就可以夠保障相位堆疊判定正反轉的請求,別的再配一顆活絡度高的全級磁阻傳感器芯片來判定磁進犯。此種計劃的上風是能保障50%的占空比,受磁鐵和裝置分歧性的影響不大,利于批量出產。此計劃經常使用計量脈沖的型號是TMR1202T/TMR1208T,經常使用的防磁進犯型號是:TMR1302S/TMR1362S/TMR1366S


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圖四 智能水表利用表示圖(智能防盜計數進級版)

 

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圖五 磁開關傳感器芯片利用表示圖

 

 


計劃二:智能計數版

一顆磁鐵+兩顆全級磁傳感器芯片

 


 智能計數版計劃是經由進程兩顆芯片輸入的脈沖計數,不判定正反轉,兩顆芯片相位不能訂交,也便是雙吸,雙吸的狀況是判定為有磁進犯。此計劃不倡議客戶做兩個脈沖堆疊,經由進程相位來判定正反轉的設想,由于此種設想有占空比和相位堆疊的脈寬的請求,在量產的時辰一旦磁鐵和裝置有偏差,會帶來良多題目。此類利用的多維科技磁傳感器芯片型號是:TMR1302T/TMR1302BT/TMR1303T/TMR1303BT

 

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圖六 智能水表利用表示圖(智能計數版) 



 上述內容是經由進程在電機分手式水表客戶處反應的一些題目,從功耗、磁鐵設置裝備擺設、芯片選型和計劃設想等幾個方面停止了闡發,并提出了參考倡議,僅供參考,若有題目接待征詢交換。


上一主題: TMR低功耗磁阻開關的典范利用

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