Für verschiedene Branchen geeignet Schalten ohne mechanische Kontakte mit Magnetfeldsensoren

Anbieter zum Thema

Novitronic AG

Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH

SCHURTER AG

FAULHABER SA

Beim Schalten eines Stroms durch einen mechanischen Schalter können durch die Schaltzeit, die erhöhte Geräuschentwicklung, niedrige Schaltströme, eine begrenzte Anzahl von Schaltzyklen, die mechanische Grösse und Betätigungskraft Probleme auftreten, die bereits bei der Entwicklung einer elektronischen Baugruppe berücksichtigt werden müssen.

Reedkontakte verwenden mechanische Schaltkontakte, das Ein- und Ausschalten erfolgt durch ein Magnetfeld. Dadurch treten viele Nachteile mechanischer Schalter wie erhöhte Geräuschentwicklung, begrenzte Schaltzyklen und eine mechanische Kraft zum Schalten nicht auf. Die Reedkontakte sind empfindlich gegenüber mechanischer Belastung und Vibrationen. Mechanische Schalter und Reedkontakte haben generell den Vorteil, dass sie vollständig passiv sind, d.h. sie benötigen für ihren Betrieb keine zusätzliche elektrische Energie.

Der Hall-Effekt bezeichnet das Auftreten einer elektrischen Spannung in einem stromdurchflossenen Leiter, der sich in einem Magnetfeld befindet. Sensoren, die auf diesem Prinzip basieren und in Schaltungen integriert sind, werden als Hall-Schalter bezeichnet. Durch den Vergleich der Hall-Spannung mit definierten Schwellenwerten wird das Ausgangssignal in die Zustände H (high) und L (low) geschaltet. Unter Berücksichtigung der Richtung des Magnetfeldes können verschiedene Verhalten wie Schalter, Latch und Omnipolar erzeugt werden. Die Ausgangsstufe kann als Open Drain/Open Collector oder Push-Pull ausgeführt sein.

Die TMR-Technologie steht für Tunnel Magneto Resistance und wird vor allem in modernen Magnetsensoren und MRAM-Speichern (Magnetoresistive Random-Access Memory) eingesetzt. TMR basiert auf dem quantenmechanischen Tunnel-Effekt. Elektronen ‘tunneln’ durch eine sehr dünne Isolatorschicht zwischen zwei ferromagnetischen Schichten. Der elektrische Widerstand hängt davon ab, ob die Magnetisierungsrichtungen der beiden Schichten parallel oder antiparallel ausgerichtet sind. Parallel steht dabei für einen geringen Widerstand und Antiparallel für einen hohen Widerstand. Die relative Änderung ist oft sehr gross, wodurch TMR-Sensoren sehr empfindlich und präzise sind. Die Vorteile dieser TMR-Technologie sind ein geringer Stromverbrauch und eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern.

Sowohl Hall-Effekt-Schalter als auch TMR-Effekt-Schalter weisen bessere Eigenschaften auf als Reed-Schalter oder mechanische Schalter. Magnetschalter dieser beider Technologien zeichnen sich durch ein sehr schnelles Schaltverhalten aus, sind vibrationsfest, in verschiedenen Schaltmodi erhältlich und haben eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Schaltzyklen. Bei einigen Typen ist der Stromverbrauch geringer als der Selbstentladungsstrom eines Akkus oder Batterie als Stromversorgung.

Hall-Schalter von Magnesensor Technologie Ltd. zeichnen sich durch eine geringe Leistung und eine hohe Empfindlichkeit bei gutem Preis-Leistungsverhältnis aus. Sie sind uni- oder omnipolar im TO92-, SOT23-, DFN 1010- und QFN 2020-Gehäuse mit internen Pull-ups erhältlich. Sie können zur Messung von Geschwindigkeit und Richtung beispielsweise in Lüfteransteuerungen eingesetzt werden.

Für den Automotive-Bereich sind Hall-Schalter von TDK im SOT23- oder TO92UT-Gehäuse als Drei- oder Zweidrahttypen verfügbar. Sie zeichnen sich durch einen breiten Betriebsspannungsbereich von 2,7 V oder 3 V bis 24 V und einem Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 170 °C aus. Sie verfügen über programmierbare Schaltfelder und einen internen Selbsttest. Sie sind für die Automobilindustrie geeignet, ASIL B-fähig und AEC-Q 100 zertifiziert.

Für die Industrieanwendungen sind TMR-Switch-Versionen von SENSITEC in kleinen Formfaktoren verfügbar. Sie besitzen einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Empfindlichkeit. Eine individuelle Anpassung der Schaltfelder ist möglich.

Die Kenntnis der Magnetfeldstärke ist für die Auswahl des optimalen Sensors unerlässlich. Mit einem analogen Hall-Sensor lässt sich die magnetische Flussdichte ganz einfach mit einem einfachen Multimeter messen. Endrich stellt bei einer Kontaktaufnahme kostenlos zwei analoge Hall-Sensoren mit unterschiedlicher Empfindlichkeit sowie eine kurze Beschreibung zur Verfügung.

(ID:50703633)