具有自适应阈值的霍尔开关制造技术

本发明专利技术涉及具有自适应阈值的霍尔开关。一种结合磁体和霍尔效应传感器以确定电子设备的部分的位置的电子设备。电子设备包括机械地耦合到电子设备的第一部分的磁体和耦合到电子设备的第二部分的霍尔效应传感器，其中第一部分和第二部分可关于彼此移动并且其中霍尔效应传感器接收磁体的磁场。设备进一步包括适配电子级，所述适配电子级基于对霍尔效应传感器的输出进行峰值检测、使用长期调整并响应于短期调整将长期调整重置成霍尔效应传感器的当前输出来输出比较阈值信号，以及开关电子级，其响应于霍尔效应传感器的输出超过比较阈值输出而进行切换。

【技术实现步骤摘要】
具有自适应阈值的霍尔开关相关申请的交叉引用本申请要求GregoryFurlong等人在2016年5月20提交的且标题为“HallSwitchwithAdaptiveThreshold”的美国专利申请序列号15/160,473的优先权，其被通过引用结合于本文中好像被整体地重现一样。关于联邦政府赞助的研究或开发的声明不可适用。缩微平片附录的参考不可适用。
技术介绍
在技术的许多项目中使用位置传感器。有时使用霍尔效应传感器来感测基于霍尔效应传感器与感兴趣的一些其他项目的相对位置在强度方面改变的磁场。例如，永久磁体可能位于膝上型计算机的显示器的边缘中，并且霍尔效应传感器可能位于膝上型计算机的底部（base）中，使得当显示器关闭时，磁体和霍尔效应传感器接近于彼此。霍尔效应传感器因此可以检测磁体何时接近（膝上型计算机何时关闭）并且输出对应信号，所述对应信号可以由膝上型计算机使用以触发关掉显示器并且可能触发其他电力节省活动。
技术实现思路
在实施例中，公开了一种位置传感器。传感器包括霍尔效应传感器和适配电子级（stage），所述适配电子级耦合到霍尔效应传感器，基于对霍尔效应传感器的输出进行峰值（peak）检测、使用长期调整并响应于短期调整将长期调整重置成霍尔效应传感器的当前输出来输出比较阈值信号。传感器进一步包括开关电子级，其耦合到霍尔效应传感器和适配电子级，响应于霍尔效应传感器的输出超过比较阈值输出而切换到输出逻辑活动（active）值。在另一实施例中，公开了一种使用霍尔效应传感器确定设备的位置的方法。方法包括霍尔效应传感器接收磁输入，霍尔效应传感器输出表示磁输入的信号，适配组件接收霍尔效应传感器输出的信号，以及适配组件存储接收到的信号的峰值。方法进一步包括适配组件在接收到的信号中检测重置模式，响应于适配组件检测到重置模式而重置适配组件所存储的峰值，适配组件输出所存储的峰值，以及适配组件生成小于所存储的峰值输出但与所存储的峰值输出成比例的阈值输出。方法进一步包括开关组件接收阈值输出，开关组件接收霍尔效应传感器输出的信号，以及在接收到的霍尔效应传感器输出的信号超过接收到的阈值输出的事件时，开关组件切换到输出逻辑活动值。在又一实施例中，公开了一种结合磁体和霍尔效应传感器以确定电子设备的部分的位置的电子设备。设备包括机械地耦合到电子设备的第一部分的永久磁体，以及耦合到电子设备的第二部分的霍尔效应传感器，其中第一部分和第二部分可关于彼此移动并且其中霍尔效应传感器在电子设备的至少一些工作配置中接收永久磁体的磁场。设备进一步包括适配电子级，其耦合到霍尔效应传感器，基于对霍尔效应传感器的输出进行峰值检测、使用长期调整并响应于短期调整将长期调整重置成霍尔效应传感器的当前输出来输出比较阈值信号；以及开关电子级，其耦合到霍尔效应传感器和适配电子级，响应于霍尔效应传感器的输出超过比较阈值输出而转换到输出逻辑活动值。根据结合附图和权利要求书采取的以下详细描述将更清楚地理解这些和其他特征。附图说明为了本公开的更彻底的理解，现在参考结合附图和详细描述采取的以下简要描述，其中同样的参考号码表示同样的部分。图1是根据本公开的实施例的使用霍尔效应传感器检测永久磁体的位置的系统的框图。图2A是具有打开的显示器的膝上型计算机的图示。图2B是根据本公开的实施例的具有接近关闭的显示器的膝上型计算机的图示。图3是根据本公开的实施例的方法的流程图。图4是根据本公开的实施例的霍尔传感器的框图。具体实施方式在开始时应理解，尽管下面说明了一个或多个实施例的说明性实现，但是所公开的系统和方法可以使用任何数目的技术来实现，所述技术不管是当前已知还是还没有存在的。本公开应当决不限于下面说明的说明性实现、附图和技术，但可以在所附权利要求书的范围连同其等同物的全范围内对本公开进行修改。本公开教导了以自适应阈值为特征的霍尔效应位置传感器。当磁体接近霍尔效应传感器时，霍尔效应传感器输出在幅度上增加。当霍尔效应传感器输出超过阈值时，接收霍尔效应传感器的输出的开关从逻辑不活动状态转变到逻辑活动状态。该逻辑活动状态可以被其他处理用作包含磁体的物体接近于霍尔效应传感器的信号。在实施例中，逻辑活动信号可以意味着膝上型计算机关闭。在实施例中，逻辑活动信号可以意味着电池门关闭。初始可以针对第一磁场强度设置阈值。稍后，甚至当磁体耦合到的物体正如接近于霍尔效应传感器一样接近时，霍尔效应传感器感测到的磁场强度可能改变。磁体的地点或位置可能由于磁体耦合到的系统的碰撞而移动，磁体发出的磁场可能由于温度改变或由于磁体可能已经接收到的机械震动而改变。作为替代示例，霍尔效应传感器感测到的磁场强度可能由于制造公差和组装变化和/或由于供应者提供的磁体中的变化而跨大量生产的产品的单独单元变化。本公开教导检测霍尔效应传感器的峰值输出和基于该峰值来适配阈值以补偿霍尔效应传感器与磁体之间的相互作用中的变化。更特别地，随着霍尔效应传感器的峰值输出在位置感测的许多周期上逐渐改变而缓慢地适配阈值，并且响应于霍尔效应传感器的峰值输出展示值中的跳跃而迅速地适配阈值。现在转向图1，描述了系统100。在实施例中，系统100包括磁体102和位置传感器104。在实施例中，磁体102可以是永久磁体或者它可以是另一种类的磁体，诸如通过电线的线圈中的振荡电流而激励的电磁体。位置传感器104包括霍尔效应传感器106、阈值适配电子级108、耦合级110和开关级112。霍尔效应传感器106与磁体102相互作用并且输出电信号，所述电信号表示投射到霍尔效应传感器106上的磁场强度或是所述磁场强度的类似物。例如，随着磁体102过来接近于霍尔效应传感器106，磁体102的投射在霍尔效应传感器106上的磁场变得更强烈，并且霍尔效应传感器106输出的电信号的幅度同样地增加。霍尔效应传感器106的输出被馈送到开关级112中。阈值适配108接收霍尔效应传感器106的输出并且基于霍尔效应传感器106的该输出而生成阈值信号。阈值信号通过耦合级110而耦合到开关级112。耦合级110的输出可以被称为耦合阈值信号或称为阈值参考信号。在实施例中，耦合阈值信号可能小于阈值适配电子级108输出的阈值信号并且与阈值适配电子级108输出的阈值信号成比例。当霍尔效应传感器106的输出大于耦合阈值信号时，开关级112输出逻辑活动信号，例如逻辑HI值。当霍尔效应传感器106的输出充分下降到耦合阈值信号之下（在实施例中，开关级112引入切换磁滞）时，开关级112输出逻辑不活动（inactive）信号，例如逻辑LO值。要理解，在不同的实施例中，活动逻辑相对不活动逻辑的极性可能颠倒，因此逻辑活动信号可以对应于逻辑LO值并且逻辑不活动信号可以对应于逻辑HI值。阈值适配108被配置成检测和保持霍尔效应传感器106的输出的峰值。阈值适配108随时间过去缓慢地减小它的输出以继续跟踪霍尔效应传感器106的输出的峰值，如果该峰值缓慢地减小的话。另一方面，阈值适配108迅速地跟随峰值中的任何增加（这是“跟踪和保持”峰值所意味的东西）。这可以被称为阈值适配级108的长期调整或长期适配。阈值适配108被进一步配置成检测霍尔效应传感器106的输出的峰值何时在相对短的时间段内显著减小，例如在两个最小值到峰值到最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置传感器（104），包括：霍尔效应传感器（106）；适配电子级（108），其耦合到霍尔效应传感器（106），基于对霍尔效应传感器（106）的输出进行峰值检测、使用长期调整并响应于短期调整将长期调整重置成霍尔效应传感器（106）的当前输出来输出比较阈值信号；以及开关电子级（112），其耦合到霍尔效应传感器（106）和适配电子级（108），响应于霍尔效应传感器的输出超过比较阈值输出而切换到输出逻辑活动值。

【技术特征摘要】
2016.05.20 US 15/1604731.一种位置传感器（104），包括：霍尔效应传感器（106）；适配电子级（108），其耦合到霍尔效应传感器（106），基于对霍尔效应传感器（106）的输出进行峰值检测、使用长期调整并响应于短期调整将长期调整重置成霍尔效应传感器（106）的当前输出来输出比较阈值信号；以及开关电子级（112），其耦合到霍尔效应传感器（106）和适配电子级（108），响应于霍尔效应传感器的输出超过比较阈值输出而切换到输出逻辑活动值。2.根据权利要求1所述的位置传感器，其中位置传感器（104）被配置成检测其位置关于位置传感器（104）位置移动的永久磁体（102）的存在。3.根据权利要求2所述的位置传感器，其中响应于永久磁体（102）被定位接近于位置传感器（104）的位置，通过霍尔效应传感器（106）的峰值输出中的突然改变来触发短期调整。4.根据权利要求1所述的位置传感器，其中开关电子级（112）在切换中提供磁滞。5.根据权利要求1所述的位置传感器，其中响应于不使得开关电子级（112）输出逻辑活动值的霍尔效应传感器（106）的多个最小值到峰值到最小值周期，适配电子级（108）重置长期调整。6.一种使用霍尔效应传感器（106）确定设备的位置的方法，包括：霍尔效应传感器（106）接收磁输入；霍尔效应传感器（106）输出表示磁输入的信号；适配组件（108）接收霍尔效应传感器（106）输出的信号；适配组件（108）存储接收到的信号的峰值；适配组件（108）在接收到的信号中检测重置模式；响应于适配组件（108）检测到重置模式而...

【专利技术属性】
技术研发人员：G弗隆，LF里克斯，J奇尔科特，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US