JAJA920B September   2024  – August 2025 TMAG5133 , TMAG5134 , TMAG5233

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
    1. 1.1 リード スイッチ
    2. 1.2 ホール効果センサ
    3. 1.3 トンネリング磁気抵抗 (TMR) センサ
  5. 2設計上の考慮事項
    1. 2.1 技術の複雑さとコスト
    2. 2.2 感度軸
      1. 2.2.1 ホール効果スイッチ
      2. 2.2.2 TMR スイッチ
      3. 2.2.3 リード スイッチ
    3. 2.3 機械的制約
    4. 2.4 消費電力
  6. 3まとめ
  7. 4参考資料
  8. 5改訂履歴

機械的制約

スイッチの全体的な感によって、感度センサに必要な入力磁石の範囲が制御されます。通常、各スイッチング技術は、5mT 未満の動作スレッショルド (BOP) で構成できます。特定の磁石に必要な全範囲は、TI Magnetic Sense Simulator のようなシミュレーションツールを使用して決定できます。

TMRセンサの電子トンネルは、磁気センサー=で利用可能な最高の磁気感度を達成し、ホール効果センサと同様のオムニポーラ動作に設定できます。つまり、センサにどの磁極が提示されているかに関係なく、スイッチが動作します。これは、磁石の位置合わせに必要な労力を軽減するため、製品の組み立て時に役立ちます。しかし、どちらの磁極が提示されたかを区別する必要がある機能もあり、このような場合には 図 2-2 に示すようなユニポーラ スイッチが必要になります。

 磁気スイッチ出力モード図 2-2 磁気スイッチ出力モード

ホール効果センサは、検知方向が多様であるという利点を持つ同じ機能を提供しますが、TMR センサよりも磁石の位置決めの柔軟性が高くなります。TMRセンサを使用する際に特に考慮すべき点は、入力磁場が常に最大入力磁場定格の上限以下に保たれなければならないということです。デバイスのピン層は特定の極性で磁化されているため、著しく強い磁場を導入するとセンサーに修復不可能な損傷を与える可能性があります。TMR 磁気過剰暴露は、オフセット、あるいはデバイスの全体的な感度の変化という形で現れます。ホール効果センサにはこのようなリスクはないため、磁石の近くに配置することができます。

いずれの場合も、入力磁界は、最大入力が常に BOP の最大定格値を超え、磁石が引き抜かれたときの最小磁界が BRPの最小定格値を下回るように変化する必要があります。これにより、エッジ状態のデバイスが異常に機能するリスクを排除することができます。リード スイッチの場合、個々のリードが磁界をどのように流すかによって、スイッチの実際の構造が動作ゾーンを作り出すことがあります。これには、不注意によるゾーン切り替えの可能性が含まれ、メーカーからの指導がなければ予測することは困難です。

リード スイッチの設計で考慮すべきもう一つの課題は、デバウンス (2 つのリードが接触した後に離れる弾性衝突の結果) が発生する可能性があることです。デバウンスは信号のセトリング タイムを延長し、適切に処理されなければ伝送の完全性に影響を与える可能性があります。また、これらの機械的接点の開閉は、時間の経過とともに摩耗や損傷を引き起こし、最終的にはスイッチング機構の故障につながる可能性があります。リード スイッチが破壊されるまでのスイッチングサイクル数は、スイッチの構造とスイッチにかかる負荷によって異なります。高負荷の場合、この破壊点は 10 万~100 万スイッチングサイクルの範囲になります。

リード スイッチに関する最後の機械的 検討事項 は、スイッチの構造上、パッケージ化されたホール効果センサや TMR センサほど容易に取り扱うことができない点です。多くの場合、筐体は、ピックアンドプレースマシン半田リフローを使用した標準的な組み立て手順による表面実装を禁止しています。組み立てプロセス中、筐体を損傷しないように注意する必要があります。