霍尔开关

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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

原理简介

霍尔开关,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( 洛伦兹力 Lorrentz)的 磁感应强度 ,d是薄片的厚度。

由此可见,霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。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。

霍尔开关的输入端是以磁感应强度B 来表征的,当B值达到一定的程度(如B1)时,霍尔开关内部的触发器翻转,霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出,和 接近开关 类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型(双极性)、双信号输出之分。

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。

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 (Bop)。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 (Brp) 时,晶体管会关闭。之后 (Bhys) 是两个阈值 (Bop-Brp) 之间的差额。即使存在外部机械振动及电气噪音,此内置滞后也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。双极锁存型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,不会更改输出状态。这些霍尔效应开关可使用南北交变磁场、多极环磁铁进行磁驱动。

3、双极锁存型霍尔效应开关(数字输出)

当置于n极(或s极)时开启,磁场移除后继续保持开启;而只有当置于s极(或n极)时才会关闭,磁场移除后继续保持其开启或关闭状态,直到下次磁场改变。这种保持上次状态的特性即锁存特性,这种类型的霍尔效益开关即双极锁存型霍尔效应开关。

4、全极霍尔效应开关(数字输出)

与其他霍尔效应开关不同,只要存在强度足够大的北极或南极磁场,这些器件就能打开;而在没有磁场的时候,输出会关闭。

5、线性霍尔效应传感器 IC(模拟输出)

线性霍尔效应传感器 IC 的电压输出会精确跟踪磁通密度的变化。在静态(无磁场)时,从理论上讲,输出应等于在工作电压及工作温度范围内的电源电压的一半。增加南极磁场将增加来自其静态电压的电压。相反,增加北极磁场将增加来自其静态电压的电压。这些部件可测量电流的角、接近性、运动及 磁通量 。它们能够以磁力驱动的方式反映机械事件。

6、微功耗型霍尔效应开关(数字输出)

随着手机、笔记本电脑、DV等便携式设备的普及,对霍尔IC的功耗提出要求,由此产生了一大类新的霍尔IC。它是数字霍尔IC按功耗单独分出的一类,其内部采用休眠机制降低功耗,平均功耗可以达到uA级。它也可按功能分为单级型霍尔IC、锁定型霍尔IC、和全级霍尔IC三类。这类一般用于电池长期供电的系统。

主要参数

单极霍尔开关电路

型号

工作电压 VDD (V)

工作电流IDD(MA)

工作点Bop(GS)

释放点Brp(GS)

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL202

4-20

3.5

180

60

-40-85

TO-92S

位置检测、转速检测

HAL3134

4.5-24

10

110

20

-40-150

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

HAL3144E

3.8-30

4

250

230

-40-85

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

HAL44E

3.5-24

5

80-160

30-110

-40-125

SOT-23

马达无触点开关

HAL131

3.8-30

3.2

45

40

-40-125

TO-92S

霍尔接近开关传感器、转速探测

HAL43A

3.8-30

3.2

180

50

-40-150

TO-92S

速度和RPM传感器、转速计等

HAL43F

3.8-30

4.0

200

170

-40-150

TO-92S

速度和RPM传感器、 转速计

HAL58

3.5-24

2.5

180

137

-40-150

SOT-23

马达、无触点开关

HAL543

3.5-24

5

160

110

-40-150

SOT-89B

无触点开关、位置检测、转速计

AH3144E

4.5-24

10

110

20

-40-85

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

AH3144L

4.5-24

10

110

20

-40-150

TO-92S

舞台灯光、车速仪表、空调电机等

AH543

4.5-24

10

200

30

-40-150

SOT-89

无触点开关、位置检测、转速计

YH1621

3.5-18

10

45

30

-40-150

SOT-23

无触点开关,位置检测

YH1631

3.5-18

10

45

30

-40-150

SOT-23

转速传感,位置传感

ES580

2.5-24

2.5

50

35

-40-150

TO92, SOT23

高灵敏度

ES581

2.5-24

2.5

70

40

-40-150

TO92,SOT23

高灵敏度

ES582

2.5-24

2.5

120

90

-40-150

TO92,SOT23

中灵敏度

ES583

2.5-24

2.5

180

150

-40-150

TO92,SOT23

低灵敏度

ES572

2.5-24

2.5

-120

-90

-40-150

-40-150

反极性的(N极敏感)

双极锁存型霍尔电路

型号

工作电压VDD(V)

工作电流IDD(MA)

工作点Bop(GS)

释放点Brp(GS)

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL41F

3.8-30

4

120

120

-40-150

TO-92S

直流无刷电机 、转速检测

HAL732

2.5-24

2.5

18

-18

-40-150

SOT-23

高灵敏无触点开关、 无刷电机

HAL1881

2.4-24

2.5

30

-30

-40-150

SOT-23

高灵敏无触点开关、无刷电机

HAL513

3.5-30

4

70

-70

-40-150

SOT-89

高灵敏无触点开关、无刷电机

AH512

4.5-24

10

60

-60

-40-125

TO-92

高灵敏无触点开关、无刷电机

YH1601

3.5-18

10

30

-30

-40-150

SOT-23

无刷电机、转速传感

YH1602

3.5-18

10

30

-30

-40-150

SOT-23

无刷电机、转速传感

ES1881

2.5-24

2.5

30

-30

-40-150

TO92,SOT23

低压、高灵敏度

ES2881

2.5-24

2.5

15

-15

-40-150

TO92,SOT23

超高灵敏度,低压

ES41

4.0-24

5

45

-45

-40-150

TO92

5000V ESD

ES732

2.5-24

2.5

30

-30

-40-150

TO92,SOT23

内置输出 上拉电阻

全极性高频率霍尔开关(0-30KHz)

型号

工作电压VDD(V)

工作电流IDD(MA)

工作点Bop(GS)

释放点Brp(GS)

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL145

2.5-24

1.1

45

32

-40-125

TO-92S SOT-23

高灵敏无触点开关、无刷电机

ES245

2.5-24

2

±40

±25

-40-125

TO92,SOT23

高灵敏无触点开关,交流限流开关

微功耗霍尔 开关电路

型号

工作电压VDD(V)

工作电流IDD(MA)

工作点Bop(GS)

释放点Brp(GS)

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL13S

2.4-5.5

0.009

55

25

-40-85

SOT-23

全极性,低功耗数码产品 如:手机

HAL148

2.4-5.5

0.005

45

32

-40-125

TO-92S

全极性,低功耗数码产品 如:电筒

HAL148L

1.8-3.5

0.005

45

32

-40-125

SOT-23

全极性,玩具

ES248

2.5-5.5

0.005

±35

±17

-40-125

TO92,SOT23

全极,手机、玩具等

ES247

2.5-5.5

0.005

±35

±17

-40-125

TO92,SOT23

全极性,CMOS 推挽输出

ES242

2.5-5.5

0.045

20

-20

-40-125

TO92,SOT23

低功耗锁存

ES246

2.5-5.5

0.005

30

-30

-40-125

TO92,SOT23

微功耗锁存

ES821

2.5-5.5

0.005

±35

±17

-40-125

SOT23-5

磁极检测,可区分N、S极

线性霍尔

型号

工作电压VDD(V)

磁场范围GS

输出电压VOT(V)

灵敏度S mv/G

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL95A

4.5-10.5

+/-670

0.5-4.5

3.125

-40-150

TO-92S

角度探测 如:汽车油门

HAL49E

3.0-6.5

+/-100

0.8-4.25

1.4

-40-100

TO-92S

角度测量 如: 电动车转把

ES495

4.5-12

±700

0.2-4.8

3.2

-40-150

TO92S,SOT89

调速控制

霍尔齿轮传感器

型号

工作电压VDD(V)

有效磁场Bbias(GS)

有效工作频率

回差 Bhy(GS)

工作温度TA(℃)

封装形式

典型应用

HAL1800

3.8-30

+/-1500

15KHZ

10-100

-40-150

TO-95

传感器 如:齿轮测速……

ES817

3.8-30

±1500

15KHZ

10-100

-40-150

TO-95

8000V ESD MLX90217

中文名
外文名
提出者
霍尔
实际应用
传感器
学科范围
物理
公式
U=K·I·B/d