MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 特点及优点 应用举例 应用举例 • • • • • • • • • • • • • • • • 模拟信号处理 四边形可转换的霍尔盘 斩波稳定放大器 线性模拟比例输出电压 可编程的静态电压(VOQ)范围 -100% ~ 200% VDD 可编程的磁性敏感度 可编程的低通滤波器 可编程的钳位电压 可编程的温度补偿 Melexis ID 号 可编程的客户 ID 号 无铅封装 线性位置传感器 旋转位置传感器 电流传感器 磁场强度测量 订购须知 产品号码 MLX90251 MLX90251 温度等级代码 E(-40ºC to 85ºC) L(-40ºC to 150ºC) E(-40ºC to 85ºC) 封装代码* 选择代码** VA(4 Lead SIP) 0, 1, 2, 3 GO(TSSOP 14) 0, 1, 2, 3 举例： MLX90251LVA-2 MLX90251EGO-2 * 两个封装类型(VA & GO)都为无铅 ** 详细的选择代码信息请见 10.4 章节 1 功能框图 2 总体描述 MLX90251是一款CMOS的可编程、比例输出 的线性霍尔效应传感器芯片。线性输出电压 正比于磁场强度。比例输出电压与供电电压 成的比例关系。MLX90251拥有动态的误差纠 正电路，可以消除与模拟霍尔效应装置有关 的偏置误差。所有MLX90251的特性参数都是 可编程的。静态电压VOQ(当磁场强度为0时的 输出电压)，敏感度，正负斜率，输出钳位电 压，敏感度温度漂移，内部偏置点和低通滤 波器对于最终客户来说都是可编程的。在一 个宽泛的温度范围内，MLX90251对于敏感度 和静态电压有非常稳定的温度补偿。为了便 于追踪，MLX90251带有独一无二的Melexis ID号和24比特的专门为客户预留的 EEPROM。 Rev 009 Page 1 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 目录 1 功能框图.......................................................................................................................... 1 2 总体描述.......................................................................................................................... 1 3 词汇表.............................................................................................................................. 3 4 最大等级.......................................................................................................................... 3 5 详细功能模块图.............................................................................................................. 4 5.1 详细描述................................................................................................................... 4 6 电气规格.......................................................................................................................... 5 7 可编程范围...................................................................................................................... 6 8 时序.................................................................................................................................. 6 9 精度.................................................................................................................................. 6 10 编程特性........................................................................................................................ 7 10.1 静态输出电压（VOQ）........................................................................................... 8 10.2 温度 VOQ 漂移(DRIFT) ........................................................................................... 8 10.3 敏感度(Sensitivity)，增益粗调(Rough Gain, RG)和增益细调(Fine Gain, FG) . 8 10.4 敏感度范围选择..................................................................................................... 9 10.5 敏感度极性（INVERT）.................................................................................... 10 10.6 钳位等级（钳位低，钳位高）........................................................................... 11 10.7 滤波器（FILTER） ............................................................................................. 11 10.8 敏感度温度补偿（TC, TCW, TC2） ................................................................. 12 10.9 诊断输出等级（FAULTLEV）.......................................................................... 13 10.10 EEPROM, Parity 和 Melexis CRC..................................................................... 13 10.11 输出放大器设置（MODE）............................................................................. 13 10.12 内存锁定（MEMLOCK） ................................................................................ 13 10.13 IC 跟踪................................................................................................................ 14 11 性能图.......................................................................................................................... 14 12 应用信息...................................................................................................................... 15 12.1 应用电路 – VA-封装 ........................................................................................... 15 12.2 芯片编程............................................................................................................... 16 12.3 编程步骤............................................................................................................... 17 13 通过不同的焊接过程生产 Melexis 产品的标准信息............................................... 18 14 ESD 预防措施 ............................................................................................................. 18 15 封装信息...................................................................................................................... 18 15.1 VA 封装图和霍尔盘位置.................................................................................... 19 15.2 GO 封装图 ............................................................................................................ 20 15.3 GO 引脚和标识 .................................................................................................... 21 15.4 GO 霍尔盘位置 .................................................................................................... 21 16 声明.............................................................................................................................. 22 Rev 009 Page 2 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 3 词汇表 • • mT(milli-Tesla) = 磁感强度单位。1mT = 10 Gauss. 静态电压(VOQ) = 磁场强度为0时的输出电压。 • • • • 敏感度(Sensitivity) = 磁场强度和输出电压之间的关系。S = PTC(Programming Through the Connector) = Melexis编程协议 最低有效位MSB = Most Significant Bit. 最高有效位LSB = Least Significant Bit. 4 最大等级 参数 最大供电电压（过压），VDD_MAX 最大供电电流（过流），IDD_MAX 反向电压，VDD_REV 反向电流，IDD_REV 最大输出电压，VOUT_MAX 最大输出电流，IOUT_POS_FAULT 反向输出电压，VOUT_REV 反向输出电流，IOUT_REV_FAULT 工作温度范围，TA 储存温度范围，TS 磁感强度 等级 30V 50mA -15V -85mA 24V 40mA -0.7V -50mA -40ºC to 150ºC -55ºC to 165ºC 不限 表2：绝对最大等级 注：超过绝对最大等级可能会对芯片造成永久性损伤。长时间在最大等级条件下工作会影响芯片的 可靠性。 Rev 009 Page 3 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 5 详细功能模块图 图5-1 详细功能模块图 5.1 详细描述 MLX90251中集成有带有温度补偿的四边形可转换的霍尔盘，斩波稳定放大器，可调整的输出滤波 器，输出驱动，电压保护电路和带有安全和冗余的可编程EEPROM。允许芯片在应用中进行编程。 在一般的操作中，储存在EEPROM中的数据会放到寄存器和RAM中，这些数据会更新内部DAC和 开关，使芯片工作。在编程模式中，能够直接进入RAM来快速调校参数。通过Melexis提供的PTC 串行接口可以与芯片通信。 Rev 009 Page 4 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 6 电气规格 工作电压在直流5V（除非另外有说明），且在温度范围内（E或L级）。 参数 额定工作电压 工作电压 额定工作电流 供电电流 符号 VDDNO VDD* IDDNOM IDD VOUTPD 输出电压范围 输出电流 输出短路电流 VOUTPU IOUT IOUTSC+ IOUTSCVOUT1 VOUT2 诊断输出电压 VOUT3 重启电压 过压检测 VOUT4 VDD_POR VDD_OVD 测试条件 VDD = VDDNOM VDD = 4.5~5.5V 下拉负载 ≥ 10kΩ 无钳位 上拉负载 ≥ 10kΩ 无钳位 VDD = VDDNOM VDD = VDDNOM 与供电端短路 与地短路 供电端断路 下拉负载 > 10kΩ 地端断路 下拉负载 > 10kΩ 供电端断路 上拉负载 > 10kΩ 地端断路 上拉负载 > 10kΩ VDD 端电压 VDD 端电压 表3 电气规格 最小 4.5 4 3 典型 5 7 - 最大 单位 5.5 8 9 V V mA mA 2 96 %VDD 5 -1.25 97 1.25 %VDD mA -12 4 -4 12 mA mA 0 0.5 94 96 100 0 3 5 99.5 1.5 6.5 100 3.8 8.5 %VDD V V * 比例输出电压与供电电压成正比。使用供电电压作为ADC的参考电压时，能够补偿±10%的在供 电电压端的波动。 Rev 009 Page 5 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 7 可编程范围 温度范围20ºC ~30ºC 参数 符号 测试条件 静态输出电压 敏感度 输出电压钳位低 输出电压钳位高 温度补偿 VOQ S ClampLo ClampHi TempCo 最小 典型 最大 AGND = Default AGND = 0~1023 -10 -100 2.6 0 0 1st Order 0 表4 可编程范围说明 单位 110 200 210 100 100 2300 %VDD %VDD mV/mT %VDD %VDD ppm/ºC 8 时序 工作电压在直流5V（除非另外有说明），且在温度范围内（E或L级）。 参数 启动延时 符号 TPO 阶越响应时间 测试条件 FILTER = 0, RG = 0 FILTER = 0, RG = 15 FILTER = 15, RG = 0 FILTER = 15, RG = 15 RG = 0~3, FILTER = 0 RG = 4~7, FILTER = 0 RG = 8~11, FILTER = 0 RG = 12~15, FILTER = 0 表5 时序说明 最小 典型 0.4 0.6 1.1 5 24 48 100 200 最大 0.8 1.2 2.2 10 32 64 132 264 单位 Ms Us 9 精度 工作电压在直流5V（除非另外有说明），且在温度范围内（E或L级）。 参数 符号** 测试条件 VOQ 温度漂移 使用期限内 VOQ 温度漂移 使用期限内 VOQ 漂移 使用期限内的 敏感度漂移 ∆TVOQ VOQ = 2.5V(1),25ºC/150ºC VOQ = 2.5V(1),25ºC/-40ºC 敏感度 温度系数* 敏感度补偿的 温度漂移 输出钳位的 温度漂移 Rev 009 最小 典型 最大 -0.2 -0.4 +0.2 +0.4 ∆L∆TVOQ -0.2 0.2 ∆L∆VOQ -0.3 0.3 -1 1 ∆L∆S TCs 0~500 ppm/ºC 500~1200 ppm/ºC 1200~2300 ppm/ºC ∆TTC VA-package GO-package ∆TVOUTCLAMP -0.4 Page 6 of 22 单位 %VDD %VDD %VDD % ±100 ±150 ±200 ppm/ºC 150 250 ppm/ºC 0.4 %VDD 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 使用期限内的 输出钳位的温度 漂移 线性度误差 %VDD ∆LVOUTCLAMP Le -0.2 0.2 0.2 % 表6 精度说明 * 当增益粗调等级在选择代码内有效 **∆L使用期限内漂移 ∆T温度漂移 (1) 如果需要其它测试条件下的结果，请与当地Melexis销售代表联系。 10 编程特性 MLX90251有许多可编程参数来调整输出特性。这些参数通过改写带有冗余功能的EEPROM来使 用。下面的表格是对于所有可编程参数的描述。许多参数由Melexis预设，最终客户不能更改。后 面的章节会给出这些参数的具体使用方法。 参数 内部偏置点 模拟时钟 钳位高 钳位低 客户 ID** 偏置漂移* EEPROM 错误输出级 增益细调 滤波器 斜率 内存锁定 Melexis ID* Melexis 锁定* 输出驱动* DAC 偏置 振荡器调整 EEPROM 校验 增益粗调 慢速 温度补偿窗口 温度补偿 2 阶温度补偿 符号 AGND CKANACH CLAMPHIGH CLAMPLOW CUSTID DRIFT FAULTLEV FG FILTER INVERT MEN_LOCK MLX_ID MLX_LOCK MODE OFFSET OSCADJ PARITY RG SLOW TCW TC TC2 描述 VOQ 粗调 放大器时钟生成器调整 钳位高调整 钳位低调整 客户 ID VOQ 温度漂移补偿 EEPROM 错误时的输出状态 敏感度细调 低通滤波器调整 敏感度极性选择 锁定整个 EEPROM Melexis ID 号码 锁定 EEPROM 中的 Melexis 部分 输出放大器选择 VOQ 的细调整 振荡频率调整 保证 EEPROM 的完整性 敏感度粗调 放大器速度调整 敏感度温度漂移范围 敏感度温度漂移细调 敏感度温度漂移线性度调整 表7 可编程参数 比特数 10 2 10 10 24 4 1 10 4 1 1 1 2 10 4 3 4 1 3 5 6 缺省值 Trimmed Preset 512 512 Preset Trimmed 0 0 0 0 0 Preset 0 1 0 Preset Calculated 0 Preset 0 0 0 * 在最后测试中Melexis调整的参数 ** 没有包括在EEPROM的冗余部分中 Rev 009 Page 7 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 10.1 静态输出电压（ 静态输出电压（VOQ） 两个参数，AGND和OFFSET用来调整VOQ. AGND是一个10比特参数，用来粗调整VOQ，接近0.014V 的分辨率和-100%VDD到200%VDD的范围。OFFSET是一个10比特的参数，-0.005V分辨率。在AGND 调整VOQ范围时，OFFSET细调整VOQ。宽泛的调整范围使MLX90251在不需要限制输出电压的情况 下，工作在单极性的磁极系统中。下面的公式描述了AGND, OFFSET和VOQ之间的关系。 这个公式描述的值接近MLX90251的VOQ。实际的公式在不同的芯片上有一些小差异。在最终测试 中，Melexis调整了AGND，并设置OFFSET为50%VDD,使VOQ的值接近50%VDD。OFFSET参数经常用 来设置输出特性中的偏置。 10.2 温度V 温度 OQ漂移(DRIFT) 漂移 温度VOQ漂移是用4比特来调整的。每一个芯片在最终测试时都由Melexis对DRIFT这个参数进行调 整。这个参数用来使在25度到150度的温度范围内，VOQ的精度在10mV以内。最终客户无法使用这 个参数。 10.3 敏感度(Sensitivity)， ，增益粗调(Rough Gain, RG)和增益细调 和增益细调(Fine Gain, FG) 敏感度 增益粗调 和增益细调 芯片的敏感度是由与内部放大器相关的参数来控制的。参数Rough Gain, RG或者说预放大器有4比 特，分别调整两个阶段。两个高有效位（MSB）调整差分输入差分输出阶段（DIDO）。两个低有 效位调整差分到单端输出阶段（DTS）。这个两个阶段（DIDO&DTS）的增益相乘得到最终的 RG。下面的表格给出了理论上的参数RG和小信号放大的之间的关系。预放大器是一个斩波稳定的 放大器，并且刷新频率可以根据RG自适应的调整来与斩波增益带宽相匹配。 增益粗调 00 (00 00) 01 (00 01) 02 (00 02) 03 (00 03) 04 (01 00) 05 (01 01) 06 (01 02) 07 (01 03) 08 (10 00) 09 (10 01) 10 (10 02) 11 (10 03) 12 (11 00) 13 (11 01) 14 (11 02) 15 (11 03) Rev 009 DIDO DTS 16 1 16 1.5 16 2.33 16 4 39 1 39 1.5 39 2.33 39 4 82 1 82 1.5 82 2.33 82 4 205 1 205 1.5 205 2.33 205 4 表8 MLX90251小信号放大器增益 Page 8 of 22 增益 16 24 37 64 39 59 91 156 82 123 191 328 205 308 477 820 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 MLX90251还有一个额外的阶段，增益细调整，来对敏感度进行微调。这个阶段（参数为FG）在粗 调整之后，是一个10比特参数。细调整的增益范围在1.0和2.5之间。在应用中，参数RG和FG同时被 设置来调整芯片的敏感度和输出特性。下面的给出了细调整的公式： 注：1比特的INVERT位是用来设置敏感度的“极性”。0意味着敏感度是正的，输出电压随着南极 磁性的增加而增加。1意味着敏感度是负的，输出电压随着南极磁性的增加而减小。参考10.5章 节，对于敏感度极性以及INVERT的详细描述。 10.4 敏感度范围选择 在最终测试中，每个芯片都在整个温度范围内经过调整，使性能和精度最优化。为了达到最佳的敏 感度温度补偿（TempCo），每个芯片只在某一敏感度范围内达到最佳。这个范围就是订购须知中 的选择代码。有四个等级，也就是选择代码0，1，2，3。选择代码就是参数RG中的2个高有效位。 每个芯片都在敏感度范围内经过测试达并达到技术要求。 选择代码 0 1 2 3 增益粗调 敏感度等级 (mV/mT) 0~3 (00 XX) 2.6 < S < 15 4~7 (01 XX) 10 < S < 35 8~11 (10 XX) 18 < S < 90 12~15 (11 XX) 50 < S < 210 表9 最优化的敏感度范围 磁场范围 (mT) 333 < B < 800 156 < B < 333 62 < B < 156 6 < B < 62 下面的图表描述了典型的敏感度和参数FG，RG之间的关系。灰色的区域表示不同芯片的分布（例 如：相同的RG和FG，不同的芯片有不同的敏感度）。在强磁铁分布或者机械弥散的应用中，使用 的等级范围会有重叠。通过敏感度图表来选择合适的芯片类型。如果不确定应用的磁铁设计和理想 的敏感度等级，Melexis建议选择代码2。 Rev 009 Page 9 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 图10.4-1…10.4-4 敏感度 VS RG&FG 10.5 敏感度极性（ ） 敏感度极性（INVERT） Rev 009 Page 10 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 传输特性中的斜率的大小定义了敏感度。参数INVERT可以改变敏感度极性或者斜率的方向。这个 能够满足应用需要和磁铁的极性。在霍尔盘，芯片的第一阶段中斜率被翻转。当INVERT设置为0， 输出电压随着南极磁性的增加而增加，随着北极磁性的增加而减小。当INVERT设置为0，侧相反。 磁场极性参考的是垂直加在MLX90251芯片上的磁场强度部分。 10.6 钳位等级（ 钳位等级（钳位低， 钳位低，钳位高） 钳位高） 两个叫做钳位等级的独立的数值能够限制输出电压的范围和幅度。参数钳位低（CLAMPLOW）调 整输出电压的最小值，ClampLo。参数钳位高（CLAMPHIGH）调整输出电压的最大值， ClampHi。两个参数都有10比特，分辨率大约0.005V。下面的公式给出了输出钳位电压的近似值。 实际的钳位公式在不同的芯片中会有些小的差异。如果钳位低超过了钳位高，输出电压将会被限制 在钳位高的电压上。钳位高和钳位低的初始数值都被Melexis设为512。这使得初始输出在50%VDD左 右。 在线性部分和钳位部分的交界点，输出会有小量的漂移。见下图的灰色部分。在Y轴漂移量的大小 见表10。X轴的漂移量需要在应用中实际计算。钳位比较器的偏置不影响输出线性度或者钳位电压 的精度。在调整中建议设置钳位电压于传输应用范围之外(0V到5V)。 图10.6 输出电压钳位漂移 工作电压在直流5V（除非另外有说明），且在温度范围内（E或L级）。 参数 钳位电压漂移 符号 CLAMPOFF 测试条件 最小 典型 -0.7 表10 钳位电压漂移说明 最大 0.7 单位 %VDD 10.7 滤波器（ ） 滤波器（FILTER） Rev 009 Page 11 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 在斩波放大阶段，MLX90251包括两个可编程的低通滤波器。这个两个滤波器由4比特的参数 （FILTER）控制。0对应最小滤波，最快速度（冲击响应时间）和最大的输出噪声。15对应最大滤 波，最慢速度和最小的输出噪声。重要的是噪声同样与增益有关。需要调整FILTER参数来达到最 佳的性能。下面的表给出了不同的FILTER和RG的值，系统在-3dB处的典型的截止频率。参数 FILTER从8到11的值没有用刀。对于大多数应用来说，比较推荐7到15。 滤波器 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 MLX90251-0 RG 0~3 MLX90251-1 RG 0~3 MLX90251-2 RG 0~3 MLX90251-3 RG 0~3 22900 19500 12300 10400 7450 5850 5700 5050 14300 11450 10000 6750 3900 2900 2700 2550 7000 5550 3000 2100 1500 1125 1350 1380 3850 2950 2300 1100 850 860 715 650 Not Used 2200 840 565 1000 480 470 920 380 290 800 330 250 表11 对应于不同的FILTER和RG时的截止频率 250 190 155 135 10.8 敏感度温度补偿（ 敏感度温度补偿（TC, TCW, TC2） 不同温度下芯片敏感度的变化被定义为敏感度补偿，TemCo。在应用中输出特性会受到温度影响。 在不同温度下的输出振荡会随着间隙，机械结构和磁场的变化而变化。敏感度温度补偿就是为了补 偿这些影响。 三个参数，TC, TCW, TC2用来调整敏感度温度补偿，TemCo。TCW用来调整TemCo的范围，TC用 来细调整TemCo的值，TC2影响TemCo的线性反应。为了简化使用，Melexis在每个芯片的EEPROM 中都储存了一张数据表。在最终测试中，每个芯片的数据表都会被最优化来达到温度补偿的作用。 参数TemCo的值由磁铁来决定。在应用中，TemCo被调整来补偿磁铁的温度系数。通过查表来确定 这个值。经过计算，参数能够达到理想的值。Melexis PTC硬件和软件工具包括对TemCo进行编程 的功能。 温度漂移范围 （ppm/ºC） 0~500 500~1200 Rev 009 精度 （ppm/ºC） ± 100 ± 150 Page 12 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 1200~2000 ± 200 表12 敏感度温度补偿精度 注：在设计中，计算整个系统的预算误差时，补偿不匹配的容忍度需要被考虑进去。表11只在对应 的选择代码的RG中才有效。更多的信息见10.4章的选择代码。 10.9 诊断输出等级（ ） 诊断输出等级（FAULTLEV） MLX90251的EEPROM是通过奇偶校验(Parity Check)来确保正确。当奇偶校验错误时，这个自我检 测特性会使输出达到一个定义的范围。参数FAULTLEV用来定义奇偶校验错误时的输出等级。当 FAULTLEV设置为0，奇偶校验错误时会输出诊断性低。当为1时，奇偶校验错误时会输出诊断性 高。为了除去输出负载的影响，输出诊断电压会被接到地端（Ground，使用下拉负载）或VDD端 （使用上拉负载）。Melexis PTC硬件和软件工具包括对奇偶校验进行计算和编程的功能。 注：MLX90251 EEPROM同样是冗余设计的。每个比特写在三个独立的空间中，并且由“多数有 效”来决定他的值。只有当三个独立空间中的两个值发生错误时，奇偶校验才会检测到。客户ID的 比特不是冗余的。 10.10 EEPROM, Parity 和Melexis CRC EEPROM的内存空间是由一张128行4列的表格组成。这种设置使储存在EEPROM中的参数有冗余 性。每个参数比特写在一行中三个独立的空间中。用多数有效的方法来确定这个比特的逻辑值。 只有当一行中三个独立空间中的两个值发生错误时，这个比特才会显示错误。如果发生了这个错 误，PARITY这个特性就会强制使输出电压达到FAULTLEV的诊断等级上。这个保证了芯片不会在 发生严重错误的情况下工作。 其它的内存空间用来储存数据。这些空间中的数据不会影响芯片的工作。例如，客户ID, 参数 CUSTID就是存储在这些空间中。Melexis储存芯片ID信息，TemCo表格和CRC比特在这些额外的空 间中。CRC比特保证了Melexis数据的完整性。 注：为了避免奇偶校验和CRC错误，在编程前，必须先读出整个EEPROM的内容。Melexis PTC硬件 和软件工具包括阅读EEPROM和处理奇偶校验的功能。 10.11 输出放大器设置（ ） 输出放大器设置（MODE） 设置输出缓冲来适应不同的容性负载同时提高电压饱和度（输出振荡）。两个比特的参数， MODE，设置输出放大器的电流大小。Melexis在最终测试时设置这个参数为1。最终客户不能使用 这个参数。 10.12 内存锁定（ ） 内存锁定（MEMLOCK） 内存锁定功能防止芯片进入编程模式和防止改变EEPROM中的内容。通过设置MEMLOCK参数为1 来锁定整个EEPROM。这应该在整个应用中的最后被设置。 Rev 009 Page 13 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 10.13 IC跟踪 跟踪 每一个芯片的EEPROM中都有一个独一无二的ID号。这个ID号使Melexis能够追踪芯片从而给客户 提供更好的服务。这个ID号由Lot号，wafer号和wafer坐标号（X和Y）组成。客户同样可以加入产 品的身份号码或者其他数据到内存中。 11 性能图 图11-1…11-2 供电电流（IDD） VS 供电电压（VDD） Rev 009 Page 14 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 12 应用信息 12.1 应用电路 – VA-封装 封装 在应用中，不使用引脚Pin 2, TEST。为了EMC保护，建议将引脚2和3接地，并尽可能接近芯片引 脚。电容C1和C2的值可以调整来满足环境中ESD和EMC的要求。在应用中建议使用陶瓷电容。为 了更稳定的工作，总的输出电容值（C2+C3）不应当高于150nF。如果需要更高的电容值或者特殊 的电路设置，请联系Melexis。 MLX90251能够在高阻抗负载和C2的条件下工作，不要求另外接负载电阻。 图12.1-1…12.1-2 应用电路 编程时VDD端需要9V的电压。所有接于VDD端的外部电路必须能够承受这个电压。 MLX90251工作于5V稳定电压。如果供电电压不稳定需要额外的滤波器。 对于GO封装可以使用类似的应用电路。 Rev 009 Page 15 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 12.2 芯片编程 对MLX90251编程时，必须连接VDD, GND和VOUT。提高VDD端的电压到编程电压就能进入编程模 式。在编程模式中，使用Melexis 三等级（Tri-Level）PTC协议，数据随着时钟信号通过输出引脚进 入芯片。时钟和数据信号被集成为一个串行信号，不需要特定的时钟信号。数据在每个比特的最前 沿被采集。 图12.2-1 VDD编程电压 图12.2-2 三等级（Tri-Level）PTC 注：外部电阻电容会影响编程波形的上升和下降时间。应用中可能要求调整编程时序。如果参数 MEMLOCK被设置为1，芯片不能被编程。 EEPROM中的内容可以从芯片中读取。这个称为”Read Back”的过程，是通过发送命令然后测量供 电电流来实现的。为了成功读取EEPROM，必须可以测量芯片的供电电流。 使用PTC-04编程器和特定的软件工具，可以对MLX90251进行编程。时序和电压都是由编程器硬件 和软件来控制。详细的资料在MLX90251软件文件中。 Rev 009 Page 16 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 12.3 编程步骤 这款芯片的可编程特性允许在应用中进行编程。这个章节给出两点编程的大体步骤。两点编程是最 普遍的编程方式，但也可以使用其它的编程方式。 1）编程步骤中的第一步是初始化芯片。通过建立通信和读出EEPROM中的内容实现。 2）第二步是设置参数TemCo和FILTER。 3）第三步是估算点1。在这步中使用初始化的RG, FG和OFFSET来测量输出电压。 4）第四部是估算点2。在这步中，像第三步一样测量输出电压。从测量结果中可以计算斜率和偏置 误差。然后可以修改输出特性曲线和参数RG, FG。有了这些信息，可以修改初始化设置并重新测量 输出电压。 5）第五部是最后的检查和调整。在这步中，对参数OFFSET和FG进行小的调整。然后，就是设置 输出钳位电压，CLAMPHIGH和CLAMPLOW。 6）第六步是对EEPROM编程。这时所有的参数都已设置好，满足了应用要求，只是把这些设置编 程到EEPROM中。 7）最后第七步，是锁定和验证。这时客户可以进行各种测量和验证EEPROM中的内容。然后设置 参数MEMLOCK来锁定EEPROM中的值，防止任何更改。 注：EEPROM的验证是通过读取EEPROM中的内容并与写入的内容比较来实现。在MEMLOCK被设 置的情况下仍可以读取EEPROM中的内容。 Melexis PTC 软件工具包括调校MLX90251的功能和步骤。需要更详细的信息和使用调校工具，请参 考软件文档。 MLX90251是比例输出。为了防止由于供电电压不稳定导致的调校错误，输出电压应当作为供电电 压的比例来测量。 Rev 009 Page 17 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 13 通过不同的焊接过程生产 产品的标准信息 通过不同的焊接过程生产Melexis产品的标准信息 程生产 我们的产品通过以下测试方法被分类并在焊接技术，可焊性和对于潮湿的敏感性方面合格： 回流焊接 SMD’s(Surface Mount Devices)（ （表面安装器件） 表面安装器件） • IPC/JEDEC J-STD-020 潮湿/回流敏感对于不密闭的固态表面安装器件分类（根据表格 5.2 分类回流描述） • EIA/JEDEC JESD22-A113 非密闭表面安装器件的预先处理优于依赖性测试（根据表格 2 回流描述） • Melexis 工作指令 341901308 波动焊接 SMD’s(Surface Mount Devices) (表面安装器件 表面安装器件)和 贯 表面安装器件 和 THD’s(Through Hole Devices) (贯 穿孔元件) 穿孔元件 • EN60749-20 塑料封装的 SMD’s 的电阻相对于潮湿和焊接热的混合效果 • EIA/JEDEC JESD22-B106 and EN60749-15 电阻相对于焊接温度对于贯穿孔元件 • Melexis 工作指令 341901309 铁焊接 THD’s (Through Hole Devices) (贯穿孔元件 贯穿孔元件) 贯穿孔元件 • EN60749-15 电阻相对于焊接温度对于贯穿孔元件 • Melexis 工作指令 341901309 可焊性 SMD’s (Surface Mount Devices) and THD’s (Through Hole Devices) • EIA/JEDEC JESD22-B102 and EN60749-21 可焊性 • Melexis 工作指令 3304312 对于所有偏离上面提及的标准条件的焊接技术（对于尖峰温度，温度倾斜度，温度轮廓等）额外的 分类和合格测试需要取得 Melexis 公司的同意。 波动焊接 SMD’s (表面安装器件)的使用只有在关于确保设备与板之间的粘合力方面咨询过 Melexis 公司之后才被允许。 关 于 无 铅 问 题 的 更 多 信 息 ， 您 可 以 参 照 我 们 的 网 址 ： http://www.melexis.com/quality.aspx 14 ESD 预防措施 电子半导体产品对于静电放电（ESD）很敏感。 无论何时在处理半导体产品时候都需要遵守静电放电控制程序。 ESD 的目标是能够抵抗±2kV，这个值是对于所有由 AEC-Q100-002(人体模型)规定的可能组合。 15 封装信息 Rev 009 Page 18 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 • • VA-封装：无铅 VA-封装在 MSL 1/245 ºC 等级下。 TSSOP14-封装（GO-封装）：无铅 TSSOP-14 在 MSL 3/260ºC。 15.1 VA 封装图和霍尔盘位置 Rev 009 Page 19 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 15.2 GO 封装图 Rev 009 Page 20 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 15.3 GO 引脚和标识 15.4 GO 霍尔盘位置 Rev 009 Page 21 of 22 2006.11 MLX90251 可编程的线性霍尔效应传感器芯片 16 声明 Melexis 公司销售的设备都受它的销售条款里面出现的担保和专利赔偿条款的保护。Melexis 公司通 过关于对这里陈述的信息或者关于不受专利侵权约束的描述，没有做出任何明确的，暗示的和具有 法律效益的担保。Melexis 公司保有在任何时间没有通知的情况下改变规格和价格的权利。因此， 在系统中使用该产品之前，您必须从 Melexis 公司获得该产品的即时的消息。该产品适用于正常的 商业用途。对于扩展温度范围的需求，在非同寻常的使用环境下工作的需求或者高精度使用（例如 军队，医疗上生命维持设备）的需求，在没有经过 Melexis 公司对于每种用途进行专门地额外处理 的情况下，不推荐使用该产品。 Melexis 公司提供的信息是正确和准确的。但是，Melexis 公司不对用户或者任何第三方的任何损失 负责，包括但不局限于人身伤害，财产损失，利益丢失，使用损失，商业干扰或者间接的，偶然的 或结果严重的破坏等但凡与本说明书中提供的技术数据的使用，设备的安装以及设备性能相关联或 由之产生的损坏。Melexis 公司没有义务和责任对于使用者或者任何第三方提供技术或其他服务。 © 2008 Melexis N.V. All rights reserved. 该文档的最新版本，请参阅我们的网站 www.melexis.com 或者可以直接联络 Melexis： 欧洲，非洲，亚洲： 美洲： 电话：+32 1367 0495 电话： +1 603 223 2362 Email：[email protected] Email：[email protected] ISO/TS16949 和 ISO14001 认证 Rev 009 Page 22 of 22 2006.11