霍尔效应 IC应用指南
低成本简化开关
简化开关是霍尔传感器 IC 的强项。霍尔效应 IC 开关在单个集成电路芯片中融合了霍尔电压发生器、信号放大器、施密特触发电路和晶体管输出电路。其输出干净、迅速且不会发生开关跳跃(机械开关的固有问题)。霍尔开关通常以最高 100 kHz 的重复频率工作,而且比普通的电动机械开关的成本要少很多。
高效、精确、低成本的线性传感器 IC
线性霍尔效应传感器采用磁偏探测电磁体、永久磁体或铁磁体的磁场强度中的运动、位置或变化。能耗极低。输出是线性的,而且温度稳定。传感器 IC 的频率响应平直,最高约为 25 kHz。
与电感或光电子传感器相比,霍尔效应传感器 IC 更高效、更精确,成本也更低。
适用于恶劣工作环境的敏感电路
霍尔效应传感器 IC 能有效抵御环境中的有害物质,所以适用于在环境恶劣的条件下工作。这种电路非常灵敏,并能在紧公差应用中提供可靠、重复的操作。
应用
霍尔效应 IC 目前可用于点火系统、速度控制系统、安全系统、校正系统、测微计、机械极限开关、计算机、打印机、磁盘驱动器、键盘、机床、钥匙开关和按钮开关。它们还能用于转速计取样、限流开关、位置检测器、选择器开关、电流传感器、线性电位计、旋转编码器和无刷直流电机整流器。
霍尔效应:工作原理?
基本霍尔元件是一小片半导体材料,也称霍尔元件或有效面积,如图 1 所示。
图 1.霍尔效应器件的有效面积原理图,其中霍尔元件由标有 X 的组件表示。
图 2 所示的恒压电源产生的恒定偏置电流,即 IBIAS,会在半导体片材内流动。输出电压 VHALL 可沿片材的宽度方向测量。在无磁场的情况下,VHALL 的数值可以忽略。
图 2。无磁场时的 VHALL
如果将偏压霍尔元件放在通量线与偏置电流垂直(参阅图 3)的磁场中,电压输出的变化会与磁场强度成正比。这就是在霍尔 (E. F. Hall) 于 1879 年发现的霍尔效应。
图 3。与偏置电流垂直的磁通量(绿色箭头)产生的霍尔效应(感应 VHALL)。
线性输出霍尔效应器件
基本霍尔元件的输出电压很小。这会产生问题,特别是在电气噪声环境中。在电路中添加一个稳定的优质 DC 放大器和电压调整器(参阅图 4 和 图 5)不仅能有效改善传感器输出,还能允许霍尔效应器件在更广的电压范围内工作。改造后的器件能提供易于使用的模拟输出,这种线性输出与应用的磁通量密度成比例。
图 4。带 VHALL 放大的霍尔电路
图 5。具有电压调整器和 DC 放大器的霍尔效应器件