霍爾元件在按鍵開關中的應用
磁鐵與霍爾元件配合的電子開關已經大量使用,其使用壽命遠遠高于同類的機械開關、薄膜開關等。霍爾的雙穩態特性使磁鐵與霍爾配合的電子開關的誤碼率及信號抖動問題得到徹底解決。
現有開關種類大致有以下幾種:機械開關:是應用導體材料的接觸完成導電功能的。因導體的氧化及燒蝕導致開關壽命較低,因導體的接觸不良會導致信號抖動產生誤碼。且這類開關的觸點密閉無法完成導致開關防護等級較低。
薄膜開關:是通過金屬薄膜或碳膜等導電材料的接觸完成導電功能,因這類開關配備了快速復位功能使其信號穩定性及抗燒蝕特性有所提高。這類開關可以將接觸膜封閉在一個密閉的彈性材料腔內,防護等級也有所提高。但彈性腔需要頻繁運動導致開關壽命受到影響。
單磁鐵霍爾開關:是通過磁鐵運動過程霍爾內部磁場變化實現開關功能的。但因磁鐵磁極處磁場強度較大,磁場強度隨位移變化的變化率較低。導致這類開關的體積較大、精度較低,現有市場上單磁鐵霍爾開關霍爾到磁鐵的磁極處磁場強度較大,無窮遠處磁場強度為0。霍爾元件的導通與關斷是又在一定的磁場變化范圍內,因此這類開關的精度低、體積大。
一種按鍵開關,包括固定支架,固定支架內中下部設置有固定磁鐵,固定磁鐵正上部設置有霍爾元件,固定支架上部外周滑動套設有按鍵殼,按鍵殼內頂部鑲嵌有移動磁鐵。
工作原理:在按鍵開關裝配的時候,首先移動磁鐵與按鍵殼固定裝配,固定支架分別與霍爾、固定磁鐵固定裝配,輸出管腳通過固定支架輸出,按鍵殼與固定支架之間滑動配合,按鍵殼與固定支架之間有最遠距離限位,移動磁鐵與固定磁鐵之間裝配要求同極相斥,裝配好之后,在按鍵開關使用的時候,按鍵殼不壓下時,因移動磁鐵和固定磁鐵的排斥作用使按鍵殼釋放,移動磁鐵與霍爾的距離大于固定磁鐵與霍爾的距離,開關輸出電平狀態固定,按鍵殼壓下時,移動磁鐵與按鍵殼一起向下移動,移動磁鐵與霍爾元件的距離減小。
當移動磁鐵與霍爾元件的距離小于固定磁鐵與霍爾的距離時,開關輸出電平狀態翻轉,按鍵殼釋放時,因移動磁鐵和固定磁鐵間的排斥力作用,移動磁鐵與按鍵殼一起向上移動,移動磁鐵與霍爾的距離變大,當移動磁鐵與霍爾的距離大于固定磁鐵與霍爾的距離時,開關輸出電平狀態恢復固定狀態,通過移動磁鐵和固定磁鐵和霍爾之間的結合,能夠使霍爾元件使用的時候使用壽命長,開關的使用精度高,開關感應靈敏,實現輸出管腳輸出信號穩定,無信號抖動,同時結合起來能夠實現按鍵開關小體積的設置,保證了按鍵開關在小空間內的良好使用。
現有開關種類大致有以下幾種:機械開關:是應用導體材料的接觸完成導電功能的。因導體的氧化及燒蝕導致開關壽命較低,因導體的接觸不良會導致信號抖動產生誤碼。且這類開關的觸點密閉無法完成導致開關防護等級較低。
薄膜開關:是通過金屬薄膜或碳膜等導電材料的接觸完成導電功能,因這類開關配備了快速復位功能使其信號穩定性及抗燒蝕特性有所提高。這類開關可以將接觸膜封閉在一個密閉的彈性材料腔內,防護等級也有所提高。但彈性腔需要頻繁運動導致開關壽命受到影響。
單磁鐵霍爾開關:是通過磁鐵運動過程霍爾內部磁場變化實現開關功能的。但因磁鐵磁極處磁場強度較大,磁場強度隨位移變化的變化率較低。導致這類開關的體積較大、精度較低,現有市場上單磁鐵霍爾開關霍爾到磁鐵的磁極處磁場強度較大,無窮遠處磁場強度為0。霍爾元件的導通與關斷是又在一定的磁場變化范圍內,因此這類開關的精度低、體積大。
一種按鍵開關,包括固定支架,固定支架內中下部設置有固定磁鐵,固定磁鐵正上部設置有霍爾元件,固定支架上部外周滑動套設有按鍵殼,按鍵殼內頂部鑲嵌有移動磁鐵。
工作原理:在按鍵開關裝配的時候,首先移動磁鐵與按鍵殼固定裝配,固定支架分別與霍爾、固定磁鐵固定裝配,輸出管腳通過固定支架輸出,按鍵殼與固定支架之間滑動配合,按鍵殼與固定支架之間有最遠距離限位,移動磁鐵與固定磁鐵之間裝配要求同極相斥,裝配好之后,在按鍵開關使用的時候,按鍵殼不壓下時,因移動磁鐵和固定磁鐵的排斥作用使按鍵殼釋放,移動磁鐵與霍爾的距離大于固定磁鐵與霍爾的距離,開關輸出電平狀態固定,按鍵殼壓下時,移動磁鐵與按鍵殼一起向下移動,移動磁鐵與霍爾元件的距離減小。
當移動磁鐵與霍爾元件的距離小于固定磁鐵與霍爾的距離時,開關輸出電平狀態翻轉,按鍵殼釋放時,因移動磁鐵和固定磁鐵間的排斥力作用,移動磁鐵與按鍵殼一起向上移動,移動磁鐵與霍爾的距離變大,當移動磁鐵與霍爾的距離大于固定磁鐵與霍爾的距離時,開關輸出電平狀態恢復固定狀態,通過移動磁鐵和固定磁鐵和霍爾之間的結合,能夠使霍爾元件使用的時候使用壽命長,開關的使用精度高,開關感應靈敏,實現輸出管腳輸出信號穩定,無信號抖動,同時結合起來能夠實現按鍵開關小體積的設置,保證了按鍵開關在小空間內的良好使用。
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