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全方位解析霍尔开关原理电路及失效检测
发布时间:2018-08-20    文章来源:    浏览次数:271
一、霍尔开关原理--简介

  霍尔开关(Hallswitch)又称霍尔数字电路,是一种新型的电器配件,由反向电压保护器、精密电压调节器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器、温度补偿器和互补型集电极开路输出器等七部分组成,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,能在各类恶劣环境下可靠的工作。该电路由于具有高达400mA的负载能力,并且是互补型输出,因此,它是无刷风扇最理想的器件。

  霍尔开关:原理结构、电路、传感器应用、失效鉴别解析

  二、霍尔开关--原理

  霍尔效应说的是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的现象,两端具有的电位差值称为霍尔电势U,其表达式为:

  U=KIB/d

  式中,K为霍尔系数,I为薄片中通过的电流,B为外加磁场的磁感应强度,d是薄片的厚度。

  霍尔开关属于有源磁电转换器件,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,可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号,同时,又可满足工业场合实际应用中易操作和可靠性的要求。

  在外磁场的作用下,当磁感应强度超过导通阈值BOP时,霍尔电路输出管导通,输出低电平。之后B再增加,电路仍保持导通态。若外加磁场的B值降低到BRP时,输出管截止,输出高电平。我们称BOP为工作点,BRP为释放点,BOP-BRP=BH称为回差。回差的存在使开关电路的抗干扰能力增强。

  霍尔开关:原理结构、电路、传感器应用、失效鉴别解析

  三、霍尔开关--原理结构

  霍尔开关电路由反向电压保护器、精密电压调节器、霍尔电压发生器、差分放大器、施密特触发器、温度补偿器和互补型集电极开路输出器等七部分组成。下面我们简单介绍一下各部分的功能。

  电压调节器:当电源电压从3.5V~20V变化时,保证该电路正常工作。

  反向保护器:当应用电源反接或在使用过程中受到反向脉冲电压的干扰时,对电路起保护作用,保护电压可达30V;

  霍尔电压发生器:将变化的磁信号转换成相应的电信号。

  差分放大器:将霍尔电压发生器输出的微弱电压信号放大。

  施密特触发器:将差分放大器输出的模拟信号转换成数字信号。

  温度补偿器:确保集成电路在-20℃~+85℃之间可靠地工作。

  互补输出器:输出电流可直接驱动无刷风机的两组绕组。
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