霍爾開(kāi)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)方面設(shè)計(jì)使用越來(lái)越多，尤其在一些智能表計(jì)領(lǐng)域，常用于復(fù)位激活功能?；魻栭_(kāi)關(guān)是一種有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)?？梢园阉斫鉃椤按判蚤_(kāi)關(guān)”?；魻栭_(kāi)關(guān)這種非接觸式觸發(fā)對(duì)產(chǎn)品一體性具有很大的優(yōu)勢(shì)。

霍爾開(kāi)關(guān)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(huì)發(fā)生開(kāi)關(guān)跳躍及抖動(dòng)(機(jī)械開(kāi)關(guān)的固有問(wèn)題)。

分類

最常見(jiàn)的按照感應(yīng)方式分類可以分為如下三類：

1、單極性霍爾開(kāi)關(guān)

感應(yīng)方式：磁場(chǎng)的一個(gè)磁極靠近它，輸出低電平信號(hào)，磁場(chǎng)磁極離開(kāi)它輸出高電平信號(hào)，但要注意的是，單極性霍爾開(kāi)關(guān)它會(huì)指定某磁極(N極/S極)感應(yīng)才有效。

2、雙極性霍爾開(kāi)關(guān)

感應(yīng)方式：磁場(chǎng)有N/S兩個(gè)磁極，兩個(gè)磁極分別控制雙極性霍爾開(kāi)關(guān)的開(kāi)和關(guān)(高低電平)，它一般具有鎖定的作用，也就是說(shuō)當(dāng)磁極離開(kāi)后，霍爾輸出信號(hào)不發(fā)生改變，直到另一個(gè)磁極感應(yīng)。

3、全極性霍爾開(kāi)關(guān)

感應(yīng)方式：全極性霍爾開(kāi)關(guān)的感應(yīng)方式與單極性霍爾開(kāi)關(guān)的感應(yīng)方式相似，區(qū)別在于單極性霍爾開(kāi)關(guān)會(huì)指定磁極，全極性霍爾開(kāi)關(guān)不會(huì)指定磁極，任何磁極靠近輸出低電平信號(hào)，離開(kāi)輸出高電平信號(hào)。

參數(shù)

磁通量密度

磁通量密度主要指磁場(chǎng)強(qiáng)度用B來(lái)表示，單位是高斯(Gauss)或特斯拉(tesla)(1G=0.1mT)。

當(dāng)磁通量密度增大到一定值時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)開(kāi)始動(dòng)作輸出低電平的工作點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的磁通量密度稱為工作點(diǎn)

當(dāng)繼續(xù)提高磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)不會(huì)影響開(kāi)關(guān)狀態(tài)會(huì)一直保持打開(kāi)。下圖中當(dāng)磁通量密度達(dá)到240G時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)輸出低電平。

由于磁滯作用的影響，如果關(guān)掉上圖中的和霍爾開(kāi)關(guān)需要使磁通量密度低于240G工作點(diǎn)，如下圖所示：存在90G磁滯，當(dāng)磁通量密度減小到150G時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)關(guān)斷。此時(shí)磁通量密度的數(shù)值稱為釋放點(diǎn)

磁極移動(dòng)方向

霍爾效應(yīng)器件的有效面積埋置于IC內(nèi)部，該硅片與封裝的一個(gè)特定面平行，該表面也稱為標(biāo)記面(每個(gè)IC的數(shù)據(jù)手冊(cè)會(huì)顯示距離標(biāo)記面的有效深度)。為了使開(kāi)關(guān)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(shí)具有正確的極性。 如下圖所示，黃色加號(hào)即位有效面積。

不同的霍爾開(kāi)關(guān)IC會(huì)在不同位置放置(中心、側(cè)面、多方向)霍爾效應(yīng)器件，可以根據(jù)實(shí)際磁鐵移動(dòng)方向選擇不同位置的霍爾開(kāi)關(guān)。

有效總氣隙

有效總氣隙(TEAG)是有效面積深度(AAD,標(biāo)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(qiáng)度計(jì)算

磁鐵的強(qiáng)度與距離的計(jì)算參考如下：

TI提供了一個(gè)在線計(jì)算工具：https://www.ti.com/product/DRV5033

霍爾開(kāi)關(guān)的基本參數(shù)如上述介紹，在一些低功耗應(yīng)用場(chǎng)合下，還需要關(guān)注IC本身的平均消耗電流以及采樣頻率參數(shù)。

原文標(biāo)題：霍爾開(kāi)關(guān)原理及參數(shù)

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