霍尔开关技术指南：特性参数与应用注意事项
霍尔开关技术指南：特性参数与应用注意事项
霍尔开关是一种基于霍尔效应的传感器，广泛应用于各种电子设备中。本文将详细介绍霍尔开关的类型、特性、应用以及设计注意事项，帮助读者全面了解这一重要电子元件。
霍尔开关应用说明
霍尔开关在产品应用当中，根据产品的功能需求不一样，需要霍尔开关实现的功能也会不一样。霍尔开关最简单常用的功能就是简单当开关用，这种功能就不需要霍尔元件有很高的频响，只是简单的感应磁铁位置，例如电子智能锁、蓝牙耳机、笔记本电脑、消毒盒，玩具、加湿器、果汁机、机器人等等。
单极霍尔元件具有磁操作（bop）工作阈值。如单极霍尔效应的数字输出可以应用并且适应在各种逻辑系统。这些具有单极霍尔效应的器件是使用简单棒或棒的理想选择。所有单极霍尔元件都有与磁极相关且不相同的工作阈值。
单极霍尔元件应用：非接触式开关、tws蓝牙耳机、汽车点火器、制动电路、位置、速度检测和控制、安全报警装置、纺织品控制系统的典型应用等等。
全极霍尔元件的感应方式：全极霍尔元件的感应方式与单极霍尔元件相似。不同之处在于，单极霍尔元件将指定磁极，而全极霍尔元件将不指定磁极。任何磁极靠近输出的低电平信号，留下输出的高电平信号。
全极霍尔元件应用：智能手表，手机，水表，充电宝，笔记本电脑、数码相机、音乐播放器和游戏机等电池供电设备。
双极霍尔开关有的带双极锁存功能，这种霍尔开关就需要磁铁N极或者S极交替感应，功能就是计数或者快速感应用。
霍尔开关的特性
霍尔开关系数（又称霍尔常数）RH 在磁场不太强时，霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比，与霍尔片的厚度δ成反比，即UH =RHIB/δ，式中的RH称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强弱。 另RH=μ*ρ即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。
霍尔灵敏度KH（又称霍尔乘积灵敏度） 霍尔灵敏度与霍尔系数成正比而与霍尔片的厚度δ成反比，即KH=RH/δ，它通常可以表征霍尔常数。
霍尔额定激励电流 当霍尔元件自身温升10℃时所流过的激励电流称为额定激励电流。
霍尔最大允许激励电流 以霍尔元件允许最大温升为限制所对应的激励电流称为最大允许激励电流。
霍尔输入电阻 霍尔激励电极间的电阻值称为输入电阻。
霍尔输出电阻 霍尔输出电极间的电阻值称为输入电阻。
霍尔元件的电阻温度系数 在不施加磁场的条件下，环境温度每变化1℃时，电阻的相对变化率，用α表示，单位为%/℃。
霍尔不等位电势（又称霍尔偏移零点） 在没有外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为不等位电势。
霍尔输出电压在外加磁场和霍尔激励电流为I的情况下，在输出端空载测得的霍尔电势差称为霍尔输出电压。
霍尔电压输出比率霍尔不等位电势与霍尔输出电势的比率
霍尔开关的脚位连接
开关型霍尔传感器的输出，一般为三个引脚，一个工作电源(VDD)，一个地(GND)，一个信号(OUT)。
把霍尔开关面对有字的一面，引脚向下：左：VDD 中：GND 右OUT
霍尔元件应用注意事项
霍尔元件是根据霍尔效应的基本原理，对感应电压进行放大，去杂讯，在输出端加上不同的逻辑电路而设计出来的集成电路，故称之为霍尔元件或者霍尔开关。
霍尔元件内部同样为逻辑控制电路，也需要一个相对干净的供电环境，保证内部逻辑能够正常的工作，进而做出正确的判断。所以输入端要放置滤波电容，同样靠近芯片越近，滤波效果越好，一般电容的容量在0.1uF--10uF
霍尔元件的磁特性跟温度有关。不同温度下，磁特性的表现也会不一样。因此在挑选霍尔元件时，要了解使用环境的温度范围，选用可以在这个范围内正常工作的型号。有商业级，工业级，汽车级，军工级。现在工程师经常碰到的有E，L，K等标识，对应的温度范围多为：-40 to 85,-40 to 125,-40 to 150
霍尔元件是感应磁场来工作的，因此霍尔元件都有感应的方向和极性。因此在挑选型号时要区分是全极感应还是单极感应，是感应N极还是S极，是垂直感应还是水平感应，哪个面对哪个磁极有感应。这些都需要在设计之初考虑进去，跟FAE人员沟通清楚，节约时间和精力。
霍尔元件的灵敏度，这是霍尔元件很重要的一个参数，是工程师比较关注的点，也是最难测试和把握的点。最直接的方法，用高斯计测出霍尔的BOP，BRP，但需要投入仪器。笨一点的办法就是用磁铁测试霍尔的BOP，通过距离大小判断灵敏度。灵敏度的一致性也同样重要，对批量生产的影响很大。建议采用大厂的霍尔开关，如矽睿半导体自主研发、生产制造的SW系列霍尔开关系列型号SWG205NS/SWG206NS等都是高灵敏高精度的霍尔传感器。
霍尔元件开启关闭的速度，是很多工程师忽略的问题。看似简单的问题，却搬到了不少工程，尤其在在微功耗霍尔的应用中比较多见，一些微功耗霍尔在休眠状态下会对磁铁没有反应，或者电平不能正常变化，这点只能通过多多测试和试验区验证。
霍尔元件在应用当中当开关用还是速度检测用，这是一个尤其要注意问题，在应用当中，当开关的可以用带休眠的，感应速度较慢，计数用或者快速检测，就用无休眠高频霍尔开关。