2022年2022年霍尔元件典型应 .pdf

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1、霍尔元件典型应用：未端位置检测电动车窗无刷直流电机流量计转速测量可替代微动开关一、霍尔元件的工作原理：所谓霍尔效应， 是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879 年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。 半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。利用霍尔效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH 的基本关系为UH=RHIB/d （18）RH=1/nq （金属）（19）式中RH 霍尔系数：n 载流子浓度或自由电子浓度；q 电

2、子电量；I 通过的电流；B 垂直于 I 的磁感应强度；d 导体的厚度。由于通电导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H 的电磁场中，则在该元件中将产生电流I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E 成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P 可由 P=EH 确定。利用这种方法可以构成霍尔功率传感器。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布

3、置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度线性霍尔元件 OH3503/OH49E-用于电动车调速转把OH3503线性霍尔电路由电压调整器，霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器组成， 其输入是磁感应强度， 输出是和输入量成正比的电压。静态输出电压（B=0GS ）是电源电压的一半。 S 磁极出现在霍尔传感器标记面时，将驱动输出高于零电平； N 磁极将驱动输出低于零电平； 瞬时和比例输出电压电平决定与器件最敏感面的磁通密度。提高电源电压可增加灵敏度。产品特点体积小、精确度高

4、、灵敏度高、线性好、温度稳定性好、可靠性高典型应用运动检测器、齿轮传感器、接近检测器、电流检测传感器、电动自行车调速器等其他检测磁场的应用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 极限参数（ 25）最大工作电压 VCC?8V工作环境温度TA? -20 85 贮存温度范围 TS ? -65 150 OH49E 线性霍尔电路由电压调整器，霍尔电压发生器，线性放大器和射极跟随器组成，其输入是磁感应强度，输出是和输入量成正比的电

5、压。静态输出电压（B=0GS ）是电源电压的一半。 S 磁极出现在霍尔传感器标记面时，将驱动输出高于零电平； N 磁极将驱动输出低于零电平； 瞬时和比例输出电压电平决定与器件最敏感面的磁通密度。提高电源电压可增加灵敏度。产品特点体积小、精确度高、灵敏度高、线性好、温度稳定性好、可靠性高典型应用运动检测器、齿轮传感器、接近检测器、电流检测传感器、电动自行车调速器等其他检测磁场的应用。极限参数最大工作电压 VCC? 9V工作环境温度TA? -40 85 贮存温度范围TS ? -65 150 锁定霍尔开关电路OHS41/OH3172-用于直流无刷电机及转速传感器概述OHS41 霍尔锁定集成电路由反向

6、电压保护器，电压调整器，霍尔电压发生器，差分放大器， 史密特触发器和输出级组成， 能将变化的磁场讯号转换成数字电压输出。产品特点灵敏度高、抗应力、电压范围宽、高温高压下确保锁定典型应用高灵敏的无触点开关、直流无刷电机、直流无刷风机极限参数（ 25）电源电压 VCC?4.524V 输出电流 IO?25mA工作环境温度TA ? -40 150 贮存温度范围 TS ? -55 150 OH3172X霍尔开关电路最适于响应变化斜率陡峭的磁场并在磁通密度较弱的场合使用，它由反向电压保护器、电压调整器，霍尔电压发生器、信号放大器，史密特触发器和集电及开路的输出级组成。产品特点名师资料总结 - - -精品资

7、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 电源电压范围宽、无可动部件、可靠性高、尺寸小、抗环境应力、可直接同双极和 MOS 逻辑电路接口典型应用高灵敏的无触点开关、直流无刷电机、直流无刷风机极限参数（ 25）电源电压 VCC?4.524V 输出反向击穿电压VCC?30V输出低电平电流 IO?25mA工作环境温度 TA ? -40 85 贮存温度范围 TS ? -65 150 三、霍尔元件的工作原理所谓霍尔效 应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载

8、流子时，产生横向电位差的物理现象。 金属的霍尔效应是1879 年被 美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。利用霍尔 效应可以设计制成多种传感器。霍尔电位差UH 的基本关系为UH=RHIB/d （ 18）RH=1/nq （金属）（19 ）式中RH霍尔系数 ：n 单位体积内载流子或自由电子的个数q 电子电量；I通过的 电流；B 垂直于 I 的磁感应 强度；d 导体的厚度。对于半导 体和铁磁金属，霍尔系数表达式与式（19 ）不同，此处从略。由于

9、通电 导线周围存在磁场，其大小与导线中的电流成正比，故可以利用霍尔元件测量出磁场，就可确定导线电流的大小。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器 。其优点是不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，特别适合于大电流传感。若把霍尔 元件置于电场强度为E、磁场强度为H 的电磁场中，则在该元件中将产生电流 I，元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度 E 成正比，如果再测出该电磁场的磁场强度，则电磁场的功率密度瞬时值P 可由 P=EH 确定。利用这种 方法可以构成霍尔功率传感器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -

10、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 如果把霍 尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上，当装在运动物体上的永磁体经过它时，可以从测量电路上测得脉冲信号。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移。若测出单位时间内发出的脉冲数，则可以确定其运动速度。霍尔元件 应用 霍尔效应 的半导体。编 辑本段 二、霍 尔元件的特性：1、霍尔系数 （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 ，与霍尔片的厚度成反比 ，即 UH =RH*I*B/ ，式中的 RH 称为霍尔系数，它表

11、示霍尔效应的强弱。另 RH= *即霍尔常数 等于霍尔片材料的电阻 率 与电子迁移率的乘积 。2、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 成反比， 即 KH=RH/ ， 它通常可以表征霍尔常数。3、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。4、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。5、霍尔输入电阻霍尔激励 电极间的电阻值称为输入电阻。6、霍尔输出电阻霍尔输出 电极间的电阻值称为输入电阻。7、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

12、相对变化率，用 表 示，单位为 %/。8、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。9、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。10、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11、霍尔 寄生直流电势在外加磁 场为零、霍尔元件用交流激励时，霍尔电极输出除了交流不等位电势外，还有一直流电势，称寄生直流电势。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

13、- - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 12、霍尔 不等位电势在没有外 加磁场和霍尔激励电流为 I 的情况下 ， 环境温度每变化 1时 ，不等位电势的相对变化率。13、霍尔 电势温度系数在外加磁 场和霍尔激励电流为I 的 情况下，环境温度每变化 1时，不等位电势的相对变化率。它同时也是霍尔系数的温度系数。14、热 阻 Rth霍尔元件 工作时功耗每增加1W， 霍尔元件升高的温度值称为它的热阻，它反映了元件散热的难易程度，单位为：摄氏度 /w 无刷电机 霍尔传感器AH44E 开关型霍 尔集成元件，用于无刷电机的位置传感器。引脚定义 （有标记的一面朝向自己）：（左）电源正；（中）接地；（右）信号输出体积 (mm) ：4.1*3.0*1.5 安装时注 意减少应力与防静电名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -