极低功耗霍尔开关的制作方法

本发明涉及电学领域，尤其涉及霍尔开关领域，具体是指一种极低功耗霍尔开关。

背景技术：

此类霍尔开关通过低工作电压，并通过内部定时的工作方式降低平均工作电流的原理来降低平均功耗。

参照图1，对现有低功耗霍尔开关的实现方式进行说明。

霍尔开关内部带有一定时开关208，以高频振荡器207的上升沿触发计时，产生一固定占空比的201信号。具体地说，设置201信号的周期时间为tonoff，高电平时间占据ton，低电平时间占据toff。在ton时间内，霍尔开关处于工作状态，霍尔传感器202将所施加的磁场信号成比例地转换成霍尔电压信号，再经过斩波放大器203放大霍尔电压信号并消除由于温度、工艺、机械应力等造成的失调，最后在迟滞控制电路204中，将放大后的霍尔电压信号传入消失调后的迟滞比较器，与设定的阈值电压进行迟滞比较，决定输出开关是否改变状态，并将输出用锁存器206锁住，使霍尔开关的输出在休眠状态下可以保持原状态。在toff时间内，霍尔开关处于休眠状态，201信号为低电平切断了包括霍尔传感器202、斩波放大器203、迟滞控制电路204中的电流通路，时序控制205所有输出置零，锁存器206保持前输出状态，霍尔开关内仅有高频振荡器207和计时器208正常工作。

如图2所示，时序控制205只在ton时间内正常工作，在toff时间内处于休眠状态。高频振荡器207和定时开关208在整个tonoff周期中都是正常工作的。一般ton设置时间为纳秒级别，toff为毫秒级别。因此，想要得到较低的平均功耗，关键在于降低休眠时期的休眠电流ioff，在休眠时间内产生静态电流的地方是高频振荡器207。现有低功耗霍尔开关平均电流约在2ua左右，其中高频振荡器的静态电流就在1ua以上。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种功耗更低、克服休眠状态下高频振荡器还需继续工作而造成霍尔开关功耗居高不下的问题的极低功耗霍尔开关。

为了实现上述的目的，本发明的极低功耗霍尔开关具体如下：

该极低功耗霍尔开关，包括休眠状态和工作状态，且该霍尔开关包括高频振荡器和时序控制，且该霍尔开关的工作状态下，由所述的高频振荡器和时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号，其主要特点是，休眠状态下，由一计时器为该霍尔开关提供规定时间的休眠信号，计时到规定时间后该霍尔开关结束休眠状态，且由一低频振荡器为该计时器提供低频时钟信号。

较佳地，所述的计时器由低频振荡器的输出触发。

较佳地，所述的工作状态下，所述的计时器处于休眠状态。

较佳地，所述的低频振荡器的静态工作电流为纳安级别。

较佳地，所述的低频振荡器仅在霍尔开关的休眠状态下正常工作。

较佳地，所述的低频振荡器在霍尔开关的工作状态下和休眠状态下均正常工作。

较佳地，所述的高频振荡器为时序控制提供高频时钟信号，所述的时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号。

采用该极低功耗霍尔开关，在休眠状态下仅有低频振荡器产生静态电流，而低频振荡器的静态电流可做到纳安级别，因此与现有技术相比，本发明的极低功耗霍尔开关大大减小了霍尔开关的平均电流，功耗甚至可降到现有低功耗霍尔开关的十分之一及以下。

附图说明

图1为现有的低功耗霍尔开关的实现方式示意图。

图2为现有低功耗霍尔开关的工作波形图。

图3为本发明的极低功耗霍尔开关的实现方式示意图。

图4为本发明的极低功耗霍尔开关的工作波形图。

附图标记

201输出

202霍尔传感器

203斩波放大器

204迟滞控制电路

205时序控制

206锁存器

207高频振荡器

208定时开关

301输出

302霍尔传感器

303斩波放大器

304迟滞控制电路

305时序控制

306锁存器

307高频振荡器

308低频振荡器

309计时器

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用技术内容，特举以下实施例详细说明。

该极低功耗霍尔开关，包括休眠状态和工作状态，且该霍尔开关包括高频振荡器和时序控制，且该霍尔开关的工作状态下，由所述的高频振荡器和时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号，且在休眠状态下，由一计时器为该霍尔开关提供规定时间的休眠信号，计时到规定时间后该霍尔开关结束休眠状态，且由一低频振荡器为该计时器提供低频时钟信号。

在一种较佳的实施方式中，所述的计时器由低频振荡器的输出触发。

在一种较佳的实施方式中，所述的工作状态下，所述的计时器处于休眠状态。

在一种较佳的实施方式中，所述的低频振荡器的静态工作电流为纳安级别。

在一种较佳的实施方式中，所述的低频振荡器仅在霍尔开关的休眠状态下正常工作。

在一种较佳的实施方式中，所述的低频振荡器在霍尔开关的工作状态下和休眠状态下均正常工作。

在一种较佳的实施方式中，所述的高频振荡器为时序控制提供高频时钟信号，所述的时序控制提供该霍尔元件所需的时序信号。

请参阅图3，在一种具体实施例中，该霍尔开关包括霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304、锁存器306、时序控制305，计时器309、高频振荡器307和低频振荡器308。其中，霍尔传感器302用于将所施加的磁场信号成比例地转换成霍尔电压信号；斩波放大器303用于消除霍尔电压信号的失调电压并将消失调后的霍尔电压信号进行放大；迟滞控制电路304用于将放大后的霍尔电压信号传入消失调后的迟滞比较器，并与设定的阈值电压进行迟滞比较；锁存器306用于将迟滞比较电路的输出结果锁住，使霍尔开关的输出在休眠时间内被锁定在其先前的状态下；时序控制305用于为霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304和锁存器306提供所需的各项时序信号；计时器309用于为霍尔开关提供规定时间的休眠信号；高频振荡器307用于为时序控制305提供高频时钟信号；低频振荡器308用于为计时器309提供低频时钟信号。

在霍尔开关工作状态下，计时器309处于休眠状态，输出301信号为高，霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304、锁存器306、时序控制305和高频振荡器307正常工作，霍尔传感器302感应霍尔电压；斩波放大器303对霍尔电压进行消失调和放大；将处理结果输入到迟滞控制电路304进行比较。迟滞控制电路304处理完毕后，锁存器306会将其输出结果锁住。当锁存器306将迟滞控制电路304的输出锁住后，给计时器309开始计时的信号，使输出301信号改变为低，切断包括霍尔传感器302、斩波放大器303、迟滞控制电路304中的电流通路，时序控制305所有输出置零，锁存器306保持前输出状态，霍尔开关内只有低频振荡器308和计时器309在正常工作。计时器309以低频振荡器308输出信号的上升沿作触发，当计时到规定值后，输出301信号改变为高，结束计时，计时器进入休眠状态，霍尔开关结束休眠状态，进入正常工作状态。

如图4所示，设霍尔开关一个周期时间为tonoff，工作状态时间为ton，休眠状态时间为toff。ton时间由霍尔开关处理磁场信号所需时间决定，toff时间由低频振荡器输出信号的周期和计时器内部逻辑决定。在一个tonoff周期内，霍尔开关在休眠状态和工作状态间切换，即计时器和时序控制交替工作，计时器负责控制霍尔开关的休眠时间，时序控制负责霍尔开关的正常工作所需的各项时序信号及为计时器提供开始工作信号。在toff时期，只有低频振荡器产生静态电流，由于输出是低频信号，可将静态电流设置到纳安级别，如一至两百纳安，大大降低了休眠状态下消耗的电流进而大大降低了霍尔开关的平均电流，与现有低功耗霍尔开关的平均电流相比可做到原来的十分之一及以下，大大降低了此类霍尔开关的功耗。

在此实施例中，低频振荡器308可选择只在霍尔开关休眠状态下正常工作，也可在整个周期内一直正常工作。因在霍尔开关正常工作时，低频振荡器的静态电流跟霍尔开关的静态电流相比可忽略不计，且此时计时器已经是休眠状态，所以低频振荡器可休眠可不休眠。

综上所述，通过本发明，可大大减小了霍尔开关的平均电流，功耗可降到现有低功耗霍尔开关的十分之一及以下。

采用该极低功耗霍尔开关，在休眠状态下仅有低频振荡器产生静态电流，而低频振荡器的静态电流可做到纳安级别，因此与现有技术相比，本发明的极低功耗霍尔开关大大减小了霍尔开关的平均电流，功耗甚至可降到现有低功耗霍尔开关的十分之一及以下。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。