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全方位解析霍尔开关原理电路及失效检测霍尔开关是一种基于霍尔效应工作的磁敏传感器，常用于检测磁场信号。
它由霍尔元件、电源电路和输出电路组成。
霍尔元件是其核心部件，其内部有一片半导体材料，正常情况下无磁场作用时，霍尔元件上电流为零。
但当有外部磁场作用时，霍尔元件上就会产生电势差，进而引起霍尔元件内部电流的变化，从而实现磁场信号的检测。
霍尔开关的原理电路包括霍尔元件、电源电路和输出电路。
电源电路可以为霍尔元件提供所需的电源供电，通常为直流电源。
输出电路用于检测霍尔元件产生的电流变化，并将其转换为可用的输出信号。
通常情况下，输出电路由一个比较器和一个开关组成，当霍尔元件上的电流变化达到一定阈值时，比较器会触发并输出一个高电平信号，从而驱动开关动作。
在实际应用中，霍尔开关主要用于检测磁场信号。
当有磁场接近霍尔元件时，磁场线会穿过霍尔元件的半导体材料，从而改变霍尔元件内部的载流子活动情况，最终导致霍尔元件上的电流变化。
根据霍尔电流的变化情况，可以判断磁场的方向和强度。
除了磁场信号的检测，霍尔开关还可以用于实现电流和电压的检测。
例如，可以将霍尔开关连接在电路中的电流回路上，通过检测霍尔电流的变化来判断电路中的电流大小和方向。
类似地，霍尔开关也可以用于检测电路中的电压情况，通过检测霍尔电流的变化来判断电压的大小和极性。
失效检测是霍尔开关的一项重要功能，主要用于检测霍尔开关是否正常工作。
常见的失效检测方法包括电源电压检测、输出电路检测和灵敏度检测。
电源电压检测主要用于检测霍尔开关电源电压是否在正常范围内，以保证霍尔元件正常供电。
输出电路检测主要用于检测输出电路的工作情况，通常通过检测输出信号的变化来判断。
灵敏度检测主要用于检测霍尔开关对磁场信号的敏感程度，可以通过改变外部磁场的强度和方向来测试。
总之，霍尔开关是一种基于霍尔效应工作的磁敏传感器，其原理电路包括霍尔元件、电源电路和输出电路。
它可以用于检测磁场信号、电流和电压。
霍尔开关分类霍尔开关，相信很多第一次听到这个词的朋友都不知道是什么意思，究竟是用来做什么的，为了让大家可以认识和了解霍尔开关，今天小编就给大家详细的介绍一下什么是霍尔开关，霍尔开关的特点，以及霍尔开关有哪些分类。
什么是霍尔开关当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=Kk·I·B/d。
其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场的磁感应强度，d是薄片的厚度。
霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
霍尔开关的特点霍尔开关具有无触点、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，内部采用环氧树脂封灌成一体化，所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。
霍尔开关可应用于接近开关，压力开关，里程表等，作为一种新型的电器配件。
霍尔开关的分类1、单极霍尔效应开关（数字输出）。
单极霍尔效应开关具有磁性工作阈值。
如果霍尔单元承受的磁通密度大于工作阈值，那么输出晶体管将开启；当磁通密度降至低于工作阈值时，晶体管会关闭。
滞后是两个阈值之间的差额。
即使存在外部机械振动及电气噪音，此内置滞后页可实现输出的净切换。
单极霍尔效应的数字输出可适应各种逻辑系统。
这些器件非常适合与简单的磁棒或磁杆一同使用。
单极性霍尔开关它的正反面会各指定一个磁极感应才会有作用，在具体应用当中应该注意磁铁的磁极的安装，反了就会造成单极性不感应输出。
2、双极霍尔效应开关（数字输出）。
双极性霍尔具体又分双极性不带锁存型霍尔开关和双极性锁存型霍尔开关。
双极霍尔效应开关通常在南极磁场强度足够的情况下打开，并在北极磁场强度足够的情况下关闭，但如果磁场被移除，则是随机输出，有可能是打开，也有可能是关闭。
FD2H003B全极霍尔IC，FS3144单极霍尔开关IC
FD2H003B是全极霍尔开关IC，FS3144是单极不锁存霍尔开关IC
单极锁存霍尔：用磁性的S或N分别去靠近霍尔，霍尔元件打开输出，当N或S极离开后还可以保持打开的状态。
如：FS41，FS72X，FS7Z，FD169，FD168，FS177
全极性霍尔应用范围：
手机，笔记本电脑，电动玩具等便捷式电池供电产品
固态开关
速度检测
单极霍尔应用范围：
●直流无刷电机无触点开关
●位置控制电流传感器
●汽车点火器安全报警装置
●隔离检测转速检测
Hall IC又称Hall Sensor，中文名称霍尔传感器，应用的原理是霍尔效应。
这是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的，所以取名霍尔效应。
霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。
选择使用哪一型号时主要看以下参数：
工作电压（supply voltage）
工耗电流(supply current)
驱动电流(continuous current)
敏感度(magnetic characteristics)
霍尔元件常见特性：
一锁存型：当磁铁靠近芯片，芯片开始输出，当磁极离开后芯片依旧保持输出状态。
当用另一极靠近时，芯片才会关闭输出。
二灵敏度：就是芯片在多强的磁场强度下能够打开或关闭输出。
一．霍尔传感器市场调研1.霍尔效应在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为U H的霍尔电压。
2.霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
3.霍尔传感器的工作原理霍尔电流传感器有两种工作方式，即磁平衡式和直式。
霍尔电流传感器一般由原边电路、聚磁环、霍尔器件、次级线圈和放大电路等组成。
①直放式电流传感器（开环式）众所周知，当电流通过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它可以通过磁芯聚集感应到霍尔器件上并使其有一信号输出。
这一信号经信号放大器放大后直接输出，一般的额定输出标定为4V。
②磁平衡式电流传感器（闭环式）磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即主回路被测电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈，电流所产生的磁场进行补偿，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态。
磁平衡式电流传感器的具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。
这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。
当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用，此时可以通过Is来平衡。
有四品种型的开关霍尔传感器霍尔开关hall ic：单极、双极、锁存、全极霍尔开关的输出端是以磁感应强度B 来表征的，当B 值到达一定的水平（如B1）时，霍尔开关外部的触发器翻转，霍尔开关的输入电平形态也随之翻转。
输入端普通采用晶体管输入，和接近开关相似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型（双极性）、双信号输入之分。
霍尔开关具有无触电、低功耗、长运用寿命、呼应频率初等特点，外部采用环氧树脂封灌成一体化，因此能在各类恶劣环境下牢靠的任务。
霍尔开关可使用于接近开关，压力开关，里程表等，做为一种新型的电器配件。
单极霍尔：AH44E AH44L AH443 AH201 ATS137 AH543 S3144 S137 A3144 A04E A1101 用于无触点开关，汽车点火器，刹车电路，地位、转速检测与控制，平安报警安装，纺织控制零碎……双极霍尔AH513 AH3172 AH413 AH512 AH6851 AH173 AH175 S41 S73276 277 EW732 177 EW632 用于无触点开关，电机风扇线性霍尔：AH49E AH3503 SS495A SS496A A1321LUA A1321EUA 用于运动检测器，齿轮传感器，接近检测器，电流电压功率测量，厚度测量，电动车、汽车调速……全极性微功耗霍尔4913 AH3661 用于手机、水表、相机、笔记本电脑、手电筒……美国ALLEGRO A1104EU A1104EUA A1104LU A1104LUA A1104ELHLT 贴片23封装A1101EU A1101EUA A1101LU A1101LUA A1101ELT 贴片23封装A1102LLHLT 贴片23封装A3280LUA A1302EUA A1321LUA 美国HONEYWELL SS495A SS496A SS496B SS413A SS411A 日本AKE EW732 EW6321 EW512 HW302B HW322B （是HW302B的晋级产物）德国MELEXIS 17CA MLX90217A1104开关型霍尔的任务原理霍尔开关hall ic霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系。
丹东华奥电子有限公司简介LD1248是一款具有数字锁存输出的超灵敏霍尔效应全极性开关IC ，主要设计用于电池供电的手持式设备。
特殊的CMOS 工艺用于低电压和低功耗要求。
斩波稳定放大器提高了磁性开关点的稳定性。
电路设计提供了内部控制的时钟机制，以对霍尔传感器和模拟信号处理电路的电源进行循环。
这用于将电路的高电流消耗部分置于“休眠”模式。
该内部逻辑会定期将设备“唤醒”，并根据预定义的阈值评估霍尔传感器的磁通量。
如果磁通密度高于或低于B OP /B RP 阈值，则驱动输出晶体管相应地改变状态。
在“休眠”周期中，输出晶体管被锁定在其先前状态。
该设计已针对需要延长电池供电系统使用寿命的应用中的服务进行了优化。
IC 的开关行为是全极性的，无论北极还是南极，足够的强度都会打开输出。
如果磁通密度大于工作点（B OP ），则输出将打开；否则，输出将打开。
如果小于释放点（B RP ），则输出将关闭。
LD1248采用TO-92S ，SOT23-3L 封装，针对大多数应用进行了优化。
特点●片上霍尔效应传感器●微功率运行●电源电压2.5~5.5V ●磁铁的两极都可以开关运行t ●斩波稳定放大器级●出色的温度稳定性●数字输出信号●内置上拉电阻应用●固态开关●手持无线手机唤醒开关●磁铁接近传感器，用于低占空比应用中的磁簧开关变换●电池供电设备的盖关闭传感器全极霍尔效应开关电路TO-92SSOT23-3L(前视图)(顶视图)管脚定义磁参数典型测试条件:Vcc=3V和TA=25℃,除非另外说明。
绝对最大值(TA=25°C,注1)注1：大于“绝对最大额定值”中列出的压力可能会导致设备永久损坏。
这些仅是额定数值，并不暗示在这些或任何其他条件（超出“推荐工作条件”中指示的条件）下设备的功能运行。
长时间暴露于“绝对最大额定值”可能会影响设备的可靠性。
注2：电子半导体产品对静电放电（ESD）敏感。
使用半导体产品时，请始终遵守静电释放控制程序。
一，霍尔传感器(Hall Sensor)分类单极霍尔开关、双极霍尔开关、全极霍尔开关、无极霍尔开关、贴片霍尔开关、玩具霍尔开关、插件霍尔开关二，霍尔传感器(Hall Sensor)工作原理什么是霍尔传感器?霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低，霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。
若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁感应强度。
霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。
直流电机在转动过程中，绕组中的电流要不断地改变方向，以使转子向一个方向转动。
其中，有刷电机是采用电刷与换相器通过机械接触的方式进行换相的。
所以电刷在高速转动的时候会产生很大磨损，需要经常清理碳屑，如果电刷完全磨损了需要更换电刷，这都使得有刷电机的使用保养难度大大增强。
而无刷电机则是通过霍尔传感器检测出绕组实时运转位置的信号，再通过微处理器或专用芯片对采集的信号进行处理，并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。
由于无刷电机的换相是通过传感器及相关电路进行的，所以无刷电机没有电刷与换相器的机械接触与磨损，不需要经常换电刷等易损器件，从而可有效提高电机的使用寿命，减少维修费用。
手机中的霍尔传感器(Hall Sensor），作用原理是霍尔磁电效应，当电流通过一个位于磁场中的导体时，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电势差。
主要运用在翻盖解锁、合盖锁定屏幕等功能当中。
玩具用双输出霍尔开关DH482DH482是由混合信号CMOS工艺制造的霍尔IC，元件内部采用先进的斩波稳定技术，因而能提供准确和稳定的磁转换点。
DH482有两个输出，输出1对S极敏感，输出2对N极敏感。
产品特性及优点•微功耗电池供电应用•极性判断，在两个极性上都有输出（输出1：S极输出，输出2：N极输出）•工作电压可低至1.8V•高灵敏度•CMOS输出>> 产品应用领域•固态开关•无绳手机提醒开关•翻盖式手机屏保开关•磁极性传感器玩具用微功耗霍尔开关DH621是较新出现的类型，等同对待S极和N极，也被称为。
介绍：根据数字输出，霍尔效应集成器件可以分为四种：单极性开关，双极性开关，全极性开关和锁存型开关。
本文主要来阐述全极性开关。
全极性霍尔开关又被称作全极性开关，是一种在强的南磁场和强的北磁场下均工作的,数字量输出的锁存型开关。
这简化了产品的应用，因为对于全极性器件而言，可以不考虑磁铁的极性来进行安装。
一个拥有足够强磁性的单极磁铁可以令器件工作。
器件导通之后，全极性器件将一直保持导通状态，直到磁场被移走，器件才恢复关断的状态。
器件锁存住变化之后的状态，一直保持关断，直到一个新的足够强的磁场再一次到来。
一个用来检测车辆换挡杆位置的应用，如图1.换挡杆引用一个磁铁（紫色的缸）。
黑盒子组成的黑色的线是一个全极性开关器件组成的阵列。
当驾驶员移动换挡杆，磁铁便会在阵列当中移动。
靠近磁铁的器件会打开处于导通状态，但是更多远离磁铁的器件是不受影响的，是关断的。
无论是磁铁的南极或北极都可以面向霍尔器件，霍尔器件的商标面朝向磁铁。
图1 一个全极性开关的应用。
超小型的霍尔开关，
换挡的时候，磁铁（紫色）向在他们之间移动
磁场开关点的定义：
B为磁场强度，用来表示霍尔器件的开关点，单位是GS（高斯），或者T（特斯拉），转换关系是1GS=。
B磁场强度有南极和北极之分，所以有必要记住它的代数关系，
北极磁场为负数，南极磁场为正数。
该关系可以比较南极北极磁场的代数关系，磁场的相对强度是由B的绝对值表示，符号表示极性。
例如：一个-100GS（北极）磁场和一个100GS（南极）磁场的强度是相同的，但是极性相反。
-100GS的强度要高于-50GS。
• BOP –磁场工作点；使霍尔器件打开的磁场强度。
器件输出的参数取决于器件的电学设计。
• BRP –磁场释放点；使霍尔器件关断的磁场强度。
器件输出的参数取决于器件的电学设计。
• BHYS –磁开关点滞回窗口。
霍尔元件的传输功能利用开关点之间的这个差值来过滤掉在应用中可能由于机械振动或电磁噪声引起磁场的小的波动值。
BHYS = | BOP − BRP |.
典型工作状态
全极性霍尔传感器的开关点是关于B=0对称的，如图2。
开关点在与之相反的极性上是具有等效的强度的。
比如，器件的南极
BOP=60GS，BRP=30GS，那么它的北极BOP=-60GS，BRP=-30GS。
锁存最新的工作状态，避免受外部微弱磁场的影响。
图2A全极开关的输出特性
图2A全极开关的输出特性
全极性器件在任何足够强的极性的磁场下打开的时候，输出高电平（图2A）（几乎达到Vcc）还是低电平（图2B）（输出管的Vout，一般小于200mV），取决于器件输出级的设计。
全极性开关在一个较小
的磁场内关断，输出为一个与导通时极性相反的信号。
磁场强度在滞回窗口内的时候，器件的状态不转换。
另外，当外部为弱磁场（BRPn ＜BBRPs）时，锁存当前的状态可以避免器件状态转换。
在器件状态再次转换前，没有必要经过B=0GS这个点。
一个知道目前状态的器件点可以通过相同或者相反极性的磁场来控制下面的开关状态。
虽然器件可以在任何外部磁场强度的状态下开机，但是为了解释图2由存在北极磁场强度远大于Bop的最远的左边开始，器件导通，输出高电平或者低电平取决于器件的设计。
沿着正确的箭头向右走，北磁场变的越来越弱，当B＜Brpn时，器件关断，输出转换为相反的状态。
当磁场强度一直弱于Bopn和Bops（在B=0附近）时，器件一直关断，锁存输出状态不变化。
即使磁场强度超过Brpn和Brps，在Bhys 内的时候，输出状态也一直锁存。
如果强的南极磁场到来，按着向右的箭头，当B＞Bops时，器件导通，输出状态再次向相反的状态转换。
如果是强的北极磁场到来，按着向左的箭头，当B强于Bopn时，器件导通，输出回到初始的状态。
上拉电阻
上拉电阻必须连接在电源和输出引脚之间，上拉电阻的阻值一般是1-10kΩ。
最小上拉电阻是传感器最大输出电流（拉电流）和电源的函数。
20mA是一个最大输出电流的典型值，并在此情况下，最低可拉VCC / 的负载。
如果考虑消耗的电流，上拉电阻可以增大到
50-100 kΩ。
注意：如果上拉电阻过大，那么即使外部的磁场是磁关断状态，电路的输出也将是低电平。
这并不是器件的问题，而是在与上拉电阻和传感器IC的输出引脚间发生的电流泄露。
严重的话，会使大幅降低芯片的输出电压，使其失去逻辑功能。
使用滤波电容
参考图3中滤波电容的摆放位置，一般来说：
•对于没有斩波稳定的设计来说，建议在输出和接地之间以及电源和接地之间分别放置一个μF的电容。
•对于斩波稳定设计，必须在电源和地之间放置一个μF的电容，建议在输出和地面之间放置一个一个μF的电容。
图3典型应用图
上电状态
在通电情况下，只有外部磁场大于BOP或者小于BRP的情况下，双极器件才能上电在一个有效的状态。
如果磁场强度是在迟滞带，BOP 和BRP之间，器件保持最初的状态，然后经过一个开关点，达到第一个正确的状态。
器件可以设计一个上电逻辑使器件在开关点到达之前，一直处于关闭状态。
上电时间
上电时间某种程度上取决于器件的设计，数字输出传感器IC，如双极器件，达到初始稳定的上电时间如下：有斩波放大器设计的器件，上电时间＜25us，没有斩波放大器设计的器件＜4us。
一般说来，
在通电之后经历这段时间之前，器件的输出可能处于一个不正确的状态，但是，经过这段时间之后，器件的输出肯定处于一个正确的状态。
功耗
总功耗是两个因素的总和：
•消耗在器件上的功率，不包括在输出端的功率耗散。
这个值的大小是Vcc与电源电流Icc的乘积。
电源电压和电源电流已经在数据表中被指定了。
例如，Vcc=12V，Icc=9mA，功耗为108 mW。
•消耗在输出管上的功率，它的大小是饱和导通电压Vonsat与输出电流Ion（由上拉电阻决定）的乘积。
如果最坏情况下，Vonsat=，Ion=20mA，功耗为8 mW。
由于饱和导通电压的值比较小，所以在输出上的功耗比较小。
在这个例子中消耗的总功率为116mW。
利用这个数字来降低数据表中的额定功率，检查最大允许工作温度是否应该降低。
涉及的应用领域
•手机
•无绳电话
•寻呼机
•掌上电脑。
