霍尔元件选型指南___一文带你解决霍尔元件选型难题

随着各行各业对产品智能化的要求越来越高，传感器的应用也越来越广泛，而磁性传感器作为三大传感器之一，因其价格低廉且结构稳定，深受工程师的喜爱。目前主流的磁性传感器又分为两大类：霍尔传感器和磁阻传感器，今天无锡迪仕电子科技有限公司小编，就带您全面了解下霍尔传感器和磁阻传感器，以及霍尔传感器的核心组件-霍尔元件-应该如何选型。

霍尔元件是霍尔传感器的核心组成部件。霍尔传感器的应用，最常见的就三个类型：位置开关、计数、测量位移三种，各种各样的方案都是这三种作用的延伸。常见的霍尔元件，都是需要配合一颗磁铁来工作，通过检测磁铁和霍尔元件的相对位置改变，霍尔元件改变自己的信号输出，从而来反馈磁铁位置的改变。举个例子讲，常见的冰箱门，我们在冰箱门的一端装上霍尔元件，另一端装上一颗磁铁。当冰箱门关闭的时候，霍尔元件和磁铁是处于一个比较靠近的位置，当冰箱门打开的时候，霍尔元件和磁铁是处于一个比较远离的位置。那我们的霍尔元件在磁铁靠近和远离的两个状态下，分别输出不同的信号，一般是通过高低电平输出，来反馈给控制系统，冰箱是打开还是关闭的。这样就能做到，冰箱门打开的时候，冰箱内的灯自动开启；冰箱门关闭的时候，冰箱内的灯自动关闭。

了解了霍尔元件的基本工作方式后，我们再来进一步了解一下霍尔元件的分类。按照霍尔元件的输出类型来分，霍尔元件可以分为两个大类：开关型的霍尔元件和线性霍尔元件。这个很容易理解，开关型的霍尔元件，只输出高低两个电平信号，要么是开要么是关。线性霍尔元件输出一个持续变化的模拟量信号，输出电压从高到低或者从低到高，这样一个不间断的持续变化。

开关型的霍尔元件，又分为三个小类型：单极霍尔元件、全极霍尔元件、双极锁存霍尔元件。单极霍尔元件指的是只感应一个磁极的霍尔，一般是插件封装的只感应S极。即S极的磁铁靠近霍尔元件时，霍尔元件产生高低电平的变化，N极靠近的时候，是不感应的。全极霍尔元件可以感应两个磁铁，即NS任意一个磁极靠近霍尔元件时，霍尔元件都会产生高低电平的变化。双极锁存霍尔元件，需要NS两个磁铁交替接近霍尔元件才能产生高低电平的切换，即一个磁极靠近再离开后继续保持开的状态，需要另外一个磁铁靠近才能切换成关的状态。

我们在设计方案的时候，首选需要确认的就是，需要开关量输出的霍尔元件还是模拟量的霍尔元件，日常生活中大部分的方案，如定位、计数、位置开关等方案，使用性价比更高的开关霍尔就可以了。一些需要模拟量输出的，如角度检测、漏磁检测、电流检测、编码器等方案，再推荐使用精度更高的线性霍尔。

我们先来看开关型的霍尔，第一项重要参数：供电电压，供电电压大致就可以分两种，低压供电和高压供电的。这个就要对应着我们常见的两种供电方式，电池供电或者电源供电。电池供电，我们一般就是3V、3.3V或者5V供电的比较多，也有较少的方案是使用1.65V或者1.8V供电的，这就输出低压供电。电源供电，一般就是5V、12V、24V的比较多，当然少见的也有3V供电的，5V以上供电我们就认为是高压供电。一般来说，我们使用电池供电的方案，必须要考虑到的一个问题，就是产品的功耗，尽可能的使用微功耗的产品。这类方案目前非常多，像我们常见的蓝牙耳机、小型电子设备、智能门锁、玩具、手机、仪表、键盘、鼠标等等方案，一般都需要使用微功耗的产品。而这些方案，单极和全极的霍尔元件，一般都是通用的，大部分工程师选择全极型微功耗的产品，如我司的DH463、DH481、DH621、DH627、DH251等产品，也是出货量最大的一个类型。这类产品较大的优势是可以低压启动，功耗低（平均3~5uA）,且灵敏度高，仅需要配合较小的磁铁就可以工作。但是这类微功耗的产品，为了追求低功耗，芯片都是带休眠的，这就延伸出来一个问题：检测频率。一般微功耗的产品，检测频率都比较低。DH463/DH627的最大检测频率都只有8Hz，即一秒最多可以都8次开关动作，超过这个频率，就有可能会漏信号。DH481有24Hz，DH621的频率稍微高一些，有40Hz。这四个产品的灵敏度DH463＞DH627＞DH481＞DH621，我们在选型的时候，可以根据实际情况来选择产品。另外，DH481是开漏输出的，需要外接上拉电阻才能工作，DH463/DH621/DH627三款则为推挽输出，内置了上拉电阻，应用电路稍微简单一些。还有几款DH251/DH281L/DH553分别有各自的特性，这里就不展开说明了，如果需要可以访问无锡迪仕电子科技的官网，进一步咨询我们的在线客服人员。单极微功耗的产品，目前主要在出DH254和DH264两款。这两款参数基本一致，DH254的一致性稍微高于DH264，而DH264的价格上有一些优势，我们在设计产品的时候可以根据实际需要来选择。

电源供电的一些应用，就会涉及到一些12V或者24V供电的设备。如果是5V供电的应用，只要不是开关频率特别高的应用，用微功耗的低压霍尔也行，但是一些12V和24V供电的应用，就需要使用高耐压的霍尔。如全极中的DH452/DH45L/DH8105等产品，或者单极中的DH210/DH220/H230/DH3144/DH44E。全极霍尔中，DH452/DH45L/DH8105这三款灵敏度相差不大，但是各自有自己的特征。DH452相对而言性价比较高，同时耐压也比较高，不容易坏，建议一些环境较恶劣的应用，选择DH452。但是相对其他两款，DH452一致性稍微差一点。DH45L这款产品，经常应用于一些安全领域的应用，如医疗、汽车电子、精度要求较高的工业应用。DH45L这款产品最大的优势在于，具有非常好的高温稳定性，内置温度补偿机制，灵敏度便宜几乎可以忽略不计。而DH8105这个产品，特点是拥有NPN常开和常闭两种选择。即可以选择有磁输出低电平的正常版本DH8105（常规开关霍尔都是这个逻辑），也可以选择有磁输出高电平的反向版本DH8105A，经常适用于一些需要霍尔元件做后端的驱动的产品。单极高耐压的产品，目前主要有DH210/DH220/H230/DH3144/DH44E几款，他们的工作逻辑和全极高耐压的是一模一样的，这5款产品主要也就是灵敏度的区别，其中DH230＞DH220＞DH210＞DH3144＞DH44E，其他方面的区别这里就不展开说明了，详情也可以访问无锡迪仕电子科技的官网，咨询我们的在线客服。排除一些使用全极霍尔会干扰的特殊应用，单极和全极的霍尔都是可以相互替换使用的。

了解了第一项重要参数供电电压之后，我们再来了解第二项重要参数，磁灵敏度，也就是我们常说的Bop。Bop数值对于单颗霍尔来说，是一个数值，但是我们看产品规格书的时候，都是一个范围值，是因为霍尔元件的磁灵敏度，都会有一定的差异性，同一个型号产品的差异性又在一定的范围内，这个范围就是我们规格书的Bop范围。Bop指的就是开启霍尔元件所需要的磁场值，以DH627为例，Bop的范围值是±10GS~±30GS，典型值是±20GS。即对于大部分DH627产品来说，需要南极或者北极20GS左右的磁场，就可以开启。只要霍尔元件检测到20GS以上的磁场，20GS~无穷大的磁场范围，霍尔元件都处于开启状态。这里的±指的就是南极和北极都可以，即DH627属于全极性的霍尔，南极或者北极足够的磁场都可以开启。对于常规的开关霍尔元件来说，上电之后，都是输出高电平的，当磁场靠近，达到Bop的数值大小之后，霍尔开启，输出变为低电平，磁场持续加强也会一直保持低电平的状态。如下图：

如上图所示，我们看到中间部分的输出电压线，是在偏上方，就是此时输出的是高电平。而在两边的部分输出的电压线，是在偏下方，就是此时输出的是低电平。

以上所说的逻辑，都是磁铁接近和远离两个状态的产品选择，即是关于开关霍尔里面单极和全极霍尔的选型问题。开关霍尔中，还有另外一种双极锁存的类型。这类霍尔元件不是通过磁铁简单的靠近远离来工作，需要通过切换NS两个磁极来实现开关功能。即一个磁极开，另外一个磁极关。我司这个类型的霍尔元件有DH188、DH261、DH402f、DH41f等型号，这类产品目前主要就是应用在电机和流量计两个领域。双极锁存型的霍尔元件，开启点Bop和关闭点Brp，都是接近对称的。以DH188插件封装为例，一般就是在S极15GS的状态下开启，输出低电平。然后在N极15GS的状态下关闭，输出高电平。双极锁存型的霍尔一样需要考虑供电电压和Bop磁灵敏度两个问题，根据实际应用来选择产品即可。

除了以上所说的开关霍尔，输出高低电平的，还有一种类型的霍尔元件，是输出模拟量的。就是随着磁铁的靠近远离，输出电压逐渐增加或者减弱。目前我司线性霍尔从高到底灵敏度均有可供选择的。以DH603为例，假设5V供电。在没有磁场的状态下，线性霍尔的输出电压是电源电压的一半，即2.5V，当N极缓慢靠近时，输出电压逐渐降低，由2.5V下降到0.8V。当S极缓慢靠近时，输出电压逐渐增强，由2.5V上升到4.2V。线性霍尔目前主要应用在电流检测、位移测量、电动车转把、游戏手柄、鼠标、防拆检测、控制器等领域比较多。

除了霍尔元件，另外一种磁性传感器也经常会遇到，就是磁阻传感器。磁阻和霍尔元件的工作原理不一样，但是工程师用起来大同小异。磁阻属于更精密的磁性传感器，一般灵敏度更高，且功耗更低，但是同时价格也会昂贵一些，一般一些比较精密的应用，选择磁阻的比较多，如门磁、电子锁、水表、电表、煤气表、手机、笔记本、液位计等领域。磁阻一般也是应用在电池供电的应用，最高一般就是5V供电。近期我司磁阻传感器VCS2373S在门磁行业应用就很火爆，随时欢迎咨询。

以上就是迪仕霍尔和磁阻的选型指南，如需更多的选型帮助，可以访问我们的官网网站咨询我们的在线工作人员。

审核编辑：汤梓红