使用I2C输出的ALS31300和ALS31313 3D Hall效应传感器IC的先进电源管理
使用I2C输出的ALS31300和ALS31313 3D Hall效应传感器IC的先进电源管理
韦德公共汽车，
亚博棋牌游戏Allegro Microsystems，LLC
抽象的
随着人机界面设备的扩散，对具有低成本，低功率和低形式因子的强大，非接触式传感解决方案的需求越来越大。Allegro Als31300和ALS31313 3D Hall效应传感器IC在SmallDDFN10封装中非常适合触发，按钮，旋转，操纵杆和2D滑块操纵杆应用。亚博尊贵会员高度可配置的电源管理选项，包括低功耗循环模式，睡眠模式和运动唤醒，使这些设备适用于电池供电的应用，如无用者，相机万向节以及控制台和移动游戏控制器。亚博尊贵会员本应用笔记讨论了可用的独特和高级的低功耗模式ALS31300和ALS313133D线性霍尔效应传感器IC与i2C Allegro Microsystems提供亚博棋牌游戏的C输出。
在本申请中的参考文献给ALS31300也适用于ALS31313，不同之处在于ALS31300在10触点DFN封装中提供，并且ALS31313设置在TSSOP-8封装中。
介绍
这ALS31300是来自Allegro Microsystems的3D线性霍尔效应传感器IC。亚博棋牌游戏感测三个不同轴中的磁场的能力允许ALS31300非常通用，以使用来自两个轴的磁数据感测任何轴或旋转运动的线性运动。此应用笔记将通过针对特定应用需求的应用示例和设备配置来浏览用户。
ALS31300传感器可以在电源电压下操作2.65至3.5 V，并具有高度可配置的电源管理，以最大限度地提高效率。ALS31300的可用电源模式和典型的电源电流列于表1中。
表1：ALS31300电源模式
| 操作模式 | 模式描述 | Suppy Current. （典型的） |
| 活动模式 | 该设备连续 更新磁性和 温度数据。供应 电流是恒定的。 |
一世CC（活跃）≈3.4ma |
| 睡眠模式 | 该设备位于近 断电状态。不 磁性或温度 数据更新。供应 电流是恒定的。 |
一世CC（睡眠）≈14na. |
| 低功耗 循环模式 （LPDCM） |
设备之间切换 完全活跃和无效 状态。定期设备 醒来刷新磁性 和温度数据。 |
一世cc（活跃）≈3.4ma. 一世CC（非活动）≈12μA. |
ALS31300的操作模式由睡眠场中的值确定：地址0x27，位1：0。可以随时访问这些比特，并且在表2中描述。
表2：睡眠寄存器
| 地址 | 比特 | 价值 | 操作模式 |
| 0x27 | 1：0 | 0. | 活动模式 |
| 1 | 睡眠模式 | ||
| 2 | 低功耗占空比模式 （LPDCM） |
睡眠模式
在睡眠模式中，ALS31300处于近近的断电状态，在其中它消耗最小电流量（14 NA，典型）。在此模式下，设备仍将响应I2C命令，但不会更新磁性或温度数据。睡眠模式在电源电压不能禁用的应用中是有价值的，但需要亚博尊贵会员最小的功耗。退出睡眠模式所需的时间相当于上电延迟时间（t荚）。
低功耗循环模式（LPDCM）
在低功耗循环模式（LPDCM）中，ALS31300在主动和非活动状态之间切换，降低整体电流消耗。平均I.CC.对于低功耗循环模式期间的ALS31300基于所用的设置而变化，并且可以在12μA至2MA（典型）之间。
图1中的图表显示了I的配置文件CC.由于ALS31300在低功耗循环模式期间在主动和非活动状态之间切换。
持续时间T.不活跃由场上决定低功耗模式数最大：地址0x27，位6：4。ALS31300为T提供八个离散时间框架不活跃。t的典型值不活跃列于表3中。典型的iCC.在t.不活跃≈12μA。
表3：LPDCM非活动时间（T陷入困境）
| 地址 | 比特 | 价值 | T.不活跃（典型值）（ms） |
| 0x27 | 6：4 | 0. | 0.5 |
| 1 | 1 | ||
| 2 | 5. | ||
| 3. | 10. | ||
| 4. | 50. | ||
| 5. | 100. | ||
| 6. | 500. | ||
| 7. | 1000 |
t的持续时间积极的如图1所示，取决于两个设置：BW.选择以及活动频道的数量。
ALS31300上的磁感测通道通过写入“1”来独立启用频道x en，channel y en，和频道Z ZH.位，表4中列出。
表4：通道启用控制
| 地址 | 比特 | 价值 | 描述 |
| 0x02 | 8. | 1 | 启用Z传感通道 |
| 7. | 1 | 启用y感测通道 | |
| 6. | 1 | 启用X感测通道 |
BW选择控制应用于采样磁数据的滤波量。表5中列出了BW选择和相应的更新速率（典型）的值。
表5：BW选择和更新率
| BW. 选择 价值 |
1通道 更新率 |
2通道 更新率 |
3渠道 更新率 |
-3 dB. 带宽 |
|||
| μs. |
千赫 | μs. | 千赫 | μs. | 千赫 | 千赫 | |
| 0. | 160. | 6. | 330. | 3. | 495. | 2 | 3.5 |
| 1 | 80 | 13. | 170. | 6. | 255. | 4. | 7. |
| 2 | 40 | 25. | 90. | 11. | 135. | 7. | 14. |
| 3. | - | - | - | - | - | - | - |
| 4. | 64. | 16. | 138. | 7. | 207. | 5. | 10. |
| 5. | 32. | 31. | 74. | 14. | 111. | 9. | 20. |
| 6. | 16. | 63. | 42. | 24. | 63. | 16. | 40 |
| 7. | - | - | - | - | - | - | - |
结果表6中列出了每个BW选择值的噪声性能。
表6：BW选择，过滤模式和导致噪声性能（输入）
| BW选择 价值 |
启用杉木 | Z通道 噪音（g） |
X / Y频道 噪音（g） |
| 0. | 1 | 1.5 | 4. |
| 1 | 1 | 2 | 5. |
| 2 | 1 | 2.2 | 7. |
| 3. | - | - | - |
| 4. | 0. | 2 | 6. |
| 5. | 0. | 2.5 | 8. |
| 6. | 0. | 3.5 | 10. |
| 7. | - | - | - |
配置低功耗循环模式
本节将作为基于少数顶级系统要求配置低功耗循环模式（LPDCM）的指南。用户应考虑特定应用程序的目标，同时为ALS31300配置低功耗操作。本节中的屏幕截图是从可用的ALS31300示范软件中获取的Allegro的软件门户。
LPDCM示例
假设ALS31300用于从两个通道，x和y的新磁数据，大约每500μs具有完整分辨率的系统。
首先，启用x和y磁信道，在EEPROM选项卡下禁用Z通道。带宽选择值设置为代码为“0”以进行完整的测量分辨率。请参阅图2中的屏幕截图2.注意：所有通道都能启用Allegro Factory。
接下来，设置值LPM Count Max.，控制t的持续时间不活跃。返回表3，适当的代码不活跃≈55μs是代码'0'。使用LPM Count Max Set，然后可以通过将睡眠字段设置为“2”的值来将设备放入LPDCM中。这些易失性设置显示在图3中的屏幕截图中。
由此产生的I.CC.配置文件显示在图4中的范围图中。包括非活动时间的关键参数（t不活跃），活跃时间（t积极的）， 一世cc（活跃）， 和我CC（非活动）突出显示。
注意我2即使ALS31300返回非活动状态，仍会处理C命令。这是可能的，因为我2C时钟（SCLK）在单独的域中处理
主系统时钟。
在图4中，通过使用具有差分探针的示波器在VCC上测量串联电阻上的电压来观察ICC（图5）。
估计I.CC.消耗
可以基于图4中的范围绘图和T的典型值来估计平均电流消耗积极的，T.不活跃， 一世cc（活跃）， 和我CC（非活动）。回想一下持续时间t积极的
是BW选择的设置和活动通道数的组合。
本示例中使用的每个参数的典型值总结在表7中。
表7：密钥LPDCM参数的典型值
| 参数名称 | 典型价值 | 单位 |
| T.不活跃 | 500. | μs. |
| T.积极的 | 390. | μs. |
| 一世cc（活跃） | 3.4 | 嘛 |
| 一世CC（非活动） | 12. | μA. |
有关时序的完整表与BW选择和活动通道的数量，请参阅附录A中的表8。
可以通过以下等式估计电流消耗，平均估计CC.在LPDCM中：
使用ALS31300上的中断功能高级低电源管理
ALS31300上的中断功能可以为需要长电池寿命的应用程序提供进一步的系统级功率节省。亚博尊贵会员该技术允许系统的微控制器进入低功率状态并等待来自ALS31300的中断。
假设系统正在监视应用磁场的存在。例如，在大型外部磁场存在下，电力计可能变得不准确。假设该仪表对大于300高斯（30吨）的磁场敏感。最后，假设由于电源停电而在电池电量上，系统需要最大限度地减少系统。图6中概述了简化的框图。
为LPDCM初始化中断条件和CoverseDevice
可以针对所有三个轴（x，y和z）独立配置ALS31300中断阈值。对于该示例，每个轴阈值将被设置为相当于300高斯的值。
在仪表的正常操作期间，ALS31300将以其全部有源模式使用，睡眠= 0，因为功耗不如关注。在此模式下，设备正在消耗其典型的icc（活跃）始终和不断更新磁性和温度数据。
假设电表检测来自电网的电源丢失并恢复为电池备份，但仍然需要监视篡改事件或大型外部字段。由于这些事件很有趣但不危险，我们可以选择将ALS31300放在最高效的LPDCM中。
首先，将BW SELECT设置为最快状态，代码7。
接下来，为其最长的T配置ALS31300不活跃通过将LPM计数Max设置为代码6.参考表3，我们可以看到代码6对应于A T不活跃时间为500毫秒。
平均I.CC.使用等式1再次在此模式下估计消耗并用典型值代替符号。t的典型值不活跃使用3个通道，BW Select = 7可以在附录A中找到。
。
现在，系统的微控制器现在可以进入更深的睡眠状态，在那里它将通过来自ALS31300的有效低中中断信号在存在的现场> 300高斯的存在下唤醒。
由此产生的I.CC.配置文件显示在图8中的范围图中.T的持续时间积极的与t相比很小不活跃它看起来像示波器上的两个小狭缝。一世2C Transaction.
在LPDCM期间仍然发生。
图9中的范围图显示了响应于应用磁场> 300高斯的ALS3100的中断引脚。int信号可以用作仪表微的唤醒事件，警告系统处理篡改事件。
附录A.
基于BW选择设置和活动通道数的活动时间（Tactive）的典型值的完整表如表8所示。
表8：典型的活动时间（Tactivent）与活动通道数和BW选择值
| BW选择 | 积极渠道 | 活跃时间（t积极的）（μs） |
| 0. | 3. | 592 |
| 2 | 390. | |
| 1 | 218. | |
| 1 | 3. | 313. |
| 2 | 224. | |
| 1 | 135. | |
| 2 | 3. | 188. |
| 2 | 141. | |
| 1 | 114. | |
| 3. | - | - |
| - | - | |
| - | - | |
| 4. | 3. | 263. |
| 2 | 191. | |
| 1 | 119. | |
| 5. | 3. | 164. |
| 2 | 125. | |
| 1 | 84. | |
| 6. | 3. | 114. |
| 2 | 91. | |
| 1 | 69. | |
| 7. | - | - |
| - | - | |
| - | - |
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