分电器霍尔传感器 霍尔传感器的分类
霍尔传感器的分类
霍尔传感器按照在应用上实现功能的差异可分为开关型霍尔器件和线性型霍尔器件。下图详细画出了不同类型的霍尔器件随变化磁场(锯齿波磁场)的工作状态和特性曲线。
不同霍尔传感器工作状态和特性曲线
开关型霍尔
开关型霍尔电路可输出0、1电平,在无刷电机、位置检测、汽车点火装置等应用中使用非常广泛。
按检测磁极的特性和输出电平的状态,又可将开关型霍尔分为单磁极型开关,双磁极型开关和锁定型开关。
单磁极霍尔开关 只对特定极性(S级或N级)的磁场工作,例如上图(a)中的单磁极开关只在S极的磁场下工作。在B=0GS磁场的时候,输出管是关断的,如果增加外加磁场,输出管会一直维持关断状态,只有加强外加磁场强度到BOPS时,输出管才会打开。这一点称作“工作点”。之后若再继续升高外加磁场,输出状态维持不变,要使输出管重新关闭,只有降低磁场强度到BRPS,这一点称为“释放点”。若继续减小外加磁场甚至加反向N磁场的时候,输出管保持关闭状态不变,直到重新增加外加磁场到BOPS时,输出管才再次打开。单磁极开关在对极性敏感的场合应用广泛,例如在电动麻将机中可以精确的控制麻将机翻牌的一致性。 双磁极霍尔开关 则对S级和N级的磁场都工作。如上图(b)所示,S级工作时候和之前介绍的单磁极工作原理一样。不同之处在于当外加的反向N级磁场强度增加至 BOPN时,输出管也会被打开。之后当外加磁场减弱到BRPN时,输出管又重新关闭。所以双磁极霍尔开关有两个工作点和两个释放点。对磁场极性没有要求的场合会用到双磁极开关,例如在智能电表中,为防止不法人员利用磁铁来进行偷电就需要用到双磁极霍尔开关。锁定型霍尔开关 是当外加磁场超过BOP时候,输出管打开,磁场撤消后输出状态仍可保持不不变,要想重新使输出管关断必须要施加一个反向的外磁场并且反向外磁场的值要大于BRP。它与单、双极磁场开关的区别在于无磁场的时候能够保持先前的输出状态不变。如上图(c)所示。锁定型霍尔开关在直流无刷风扇,电机马达中用来进行位置检测,从而控制电流换相。
开关型霍尔电路中除了工作点(BOP)和释放点(BRP)两个磁参数,还会用到一个磁滞窗口(BHYS)的概念。它的定义是相应工作点和释放点的差值的绝对值,即BHYS=|BOP-BRP|。此参数大小一般根据应用条件来进行设计,但设计过小容易造成霍尔开关易受外界干扰造成误动作。
线性霍尔
线性霍尔传感器 有较高的灵敏度,并且它的输出随磁场强度变化有良好的线性关系。利用线性霍尔输出电压与磁场强度的线性关系,线性霍尔在液位检测、距离检测和电动车线性调速等应用方面大展拳脚。
从上图(d)中线性霍尔电路的工作状态和特性曲线可以看到,在-BS到+BS磁场强度范围内,线性霍尔的输出电压与磁场有很好的线性关系。在外加S级磁场大于+BS或外加N级磁场小于-BS后,输出电压与磁场不再有线性关系,外加磁场继续增加,输出电压维持VH和VL基本不变。我们称-BS和+BS为线性霍尔电路的饱和磁场强度。
自适应式霍尔传感器和差分式霍尔传感器的工作原理与异同
自适应霍尔传感器和差分式霍尔传感器都是基于霍尔效应的传感器,用于检测磁场的变化。
自适应霍尔传感器(如HAL17CA)通过内部的逻辑电路和ADC(模数转换器)来实现自适应功能。当磁场增加时,逻辑电路判断磁场的变化趋势,并将其转换为数字信号。当磁场达到最大值并开始减小时,输出信号会变低;相反,当磁场达到最小值并开始增加时,输出信号会变高。这种自适应功能可以用于齿轮传感和速度传感等应用。
差分式霍尔传感器(如HL9600G)具有两个独立通道的差分霍尔传感器。它通过感测齿轮的齿顶和齿谷(齿间隙)位置的变化来检测磁场的变化。当齿轮运动时,通过霍尔集成电路的偏置磁场的强度和方向的变化,两个差分霍尔传感器感测到的磁场信号的差会转变成差分电压信号。经过滤波、放大和自适应比较后,触发电路内部的开关单元进行开和关的动作,从而在输出端产生对应于齿轮形状的高低电平数字信号。差分式霍尔传感器可以同时输出两组正交的信号。
两种传感器都具有稳定可靠的工作特性,并能在一定的电压范围和温度范围内工作。它们在齿轮、位置、时间等检测方面有广泛的应用。霍尔微电子推出HL900G 90217 9600G等,在汽车转速传感器上有广泛的应用,如您正在寻找一家能够提供解决方案的公司,可以找霍尔微电子的业务员!
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