霍爾開關在物聯(lián)網(wǎng)方面設計使用越來越多，尤其在一些智能表計領域，常用于復位激活功能。霍爾開關是一種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應原理的基礎上把磁輸入信號轉(zhuǎn)換為電信號。可以把它理解為“磁性開關”。霍爾開關這種非接觸式觸發(fā)對產(chǎn)品一體性具有很大的優(yōu)勢。

霍爾開關IC內(nèi)部集成了霍爾電壓發(fā)生器，放大器，施密特觸發(fā)電路，晶體管輸出電路，其數(shù)字輸出干凈平穩(wěn)，不會發(fā)生開關跳躍及抖動(機械開關的固有問題)。

分類

最常見的按照感應方式分類可以分為如下三類：

1、單極性霍爾開關

感應方式：磁場的一個磁極靠近它，輸出低電平信號，磁場磁極離開它輸出高電平信號，但要注意的是，單極性霍爾開關它會指定某磁極(N極/S極)感應才有效。

2、雙極性霍爾開關

感應方式：磁場有N/S兩個磁極，兩個磁極分別控制雙極性霍爾開關的開和關(高低電平)，它一般具有鎖定的作用，也就是說當磁極離開后，霍爾輸出信號不發(fā)生改變，直到另一個磁極感應。

3、全極性霍爾開關

感應方式：全極性霍爾開關的感應方式與單極性霍爾開關的感應方式相似，區(qū)別在于單極性霍爾開關會指定磁極，全極性霍爾開關不會指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號，離開輸出高電平信號。

參數(shù)

磁通量密度

磁通量密度主要指磁場強度用B來表示，單位是高斯(Gauss)或特斯拉(tesla)(1G=0.1mT)。

當磁通量密度增大到一定值時，霍爾開關開始動作輸出低電平的工作點，該點對應的磁通量密度稱為工作點

當繼續(xù)提高磁場強度時不會影響開關狀態(tài)會一直保持打開。下圖中當磁通量密度達到240G時，霍爾開關輸出低電平。

由于磁滯作用的影響，如果關掉上圖中的和霍爾開關需要使磁通量密度低于240G工作點，如下圖所示：存在90G磁滯，當磁通量密度減小到150G時，霍爾開關關斷。此時磁通量密度的數(shù)值稱為釋放點

磁極移動方向

霍爾效應器件的有效面積埋置于IC內(nèi)部，該硅片與封裝的一個特定面平行，該表面也稱為標記面(每個IC的數(shù)據(jù)手冊會顯示距離標記面的有效深度)。為了使開關以最佳狀態(tài)工作，必須保證磁通量線以垂直的方式橫越有效面積，并且必須在橫越時具有正確的極性。 如下圖所示，黃色加號即位有效面積。

不同的霍爾開關IC會在不同位置放置(中心、側(cè)面、多方向)霍爾效應器件，可以根據(jù)實際磁鐵移動方向選擇不同位置的霍爾開關。

有效總氣隙

有效總氣隙(TEAG)是有效面積深度(AAD,標記面與器件邊緣的距離)與氣隙(AG，器件表面與磁鐵之間的距離)

磁鐵強度計算

磁鐵的強度與距離的計算參考如下：

TI提供了一個在線計算工具：https://www.ti.com/product/DRV5033

霍爾開關的基本參數(shù)如上述介紹，在一些低功耗應用場合下，還需要關注IC本身的平均消耗電流以及采樣頻率參數(shù)。

原文標題：霍爾開關原理及參數(shù)

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審核編輯：湯梓紅