电感式传感：开关应用变得简单

涉及检测移动物体的存在的开关和锁存应用程序的设计可能很复杂，并且受到可靠性问题的困扰。示例包括对打开和关闭门实施篡改检测，或测量经常暴露在灰尘或油中的齿轮的转速，这些灰尘或油可能会阻塞传感器并导致故障。

取决于用于交换应用的特定技术，还存在其他挑战，包括：

· 由于需要额外的组件（例如磁铁或磁化材料）而导致的不准确的开关阈值，由于零件之间的差异，这通常不是很准确，并且通常需要在生产中进行校准。

· 温度变化和元件老化，影响开关阈值的准确性和可重复性。

TI 的 LDC0851 差分电感开关的推出实现了一种新方法，该方法可提供精确到线圈直径 1% 的温度稳定开关阈值，无需进行生产校准。

LDC0851差动感应开关原理

如图 1 所示，LDC0851 使用电感感应在两个匹配的印刷电路板 (PCB) 线圈之间执行简单的电感比较。输出切换高或低取决于哪个线圈的电感较小。

LDC0851 是一款近距离感性开关，适用于对可靠性有较高要求的非接触式应用，如人员检测、事件计数和简单按钮等。

这款开关可在导电物体靠近感应线圈时触发。 滞后功能确保可靠的开关阈值，从而免受机械振动的干扰。 差分机制可防止环境温度变化或湿度影响等因素导致误触发。

电感检测技术使得即使存在污物、油渍或潮气，也能提供可靠和精确的检测，因而这款产品非常适合用于恶劣或肮脏的环境。 固态开关消除了磁簧、机械或接触开关所引起的故障。 与竞争产品不同的是，LDC0851 不需要磁铁，也不受 DC 磁场的影响。

图1：LDC0851差分电感开关功能图

应用示例

这种切换应用程序的新方法为两大类应用程序带来了好处：

· 需要非接触式和可重复开关阈值的接近检测应用，例如简单按钮、门开/关检测机制和工业接近开关。图 2 显示了一个接近检测应用，其中 LDC0851 在没有电接触的情况下感应弹片按钮的位置。图 3 显示可调节阈值允许轻松进行原型设计和微调响应以检测按钮响应。

图 2：示例按钮应用程序的接近检测

图 3：微调按钮响应的可调阈值

· 需要在肮脏和恶劣环境中正常工作的事件计数应用（例如流量计、齿轮速度测量设备和旋转编码器）受益于感应开关的稳健特性。TI 设计的感应式感应 32 位编码器旋钮参考设计使用图 4 中所示的 LDC0851 实现了一个 32 位编码器旋钮，该旋钮常见于汽车信息娱乐或电器接口（如灶具和音量旋钮）中。

图 4：基于 LDC0851 的编码器旋钮参考设计

原型设计工具和资源

图 5 所示的简单纽扣电池供电评估模块 (EVM)演示了近距离接近感应以及简单的开/关金属按钮检测。此 EVM 包含一个穿孔，可让你们将默认传感器替换为自定义传感器。

如果你们有兴趣了解有关新型感应开关的更多信息，WEBENCH® 线圈设计工具可以帮助简化 LDC0851 堆叠线圈的设计。