在電子技術領域，霍爾 IC 是一種非常重要的傳感器，它在各種白色家電和工業(yè)設備中都有廣泛的應用。下面，我們就來全面認識一下霍爾 IC。

霍爾 IC 的原理

霍爾 IC 由霍爾元件和信號處理 IC 組成。霍爾元件能夠感應磁場的變化，而信號處理 IC 則會將霍爾元件輸出的電壓進行比較，然后轉換成高 / 低電平數(shù)字信號輸出。這就意味著，霍爾 IC 無法像霍爾元件那樣輸出 “施加的磁場大小” 等詳細信息，但卻能快速得到 “是否存在磁鐵” 等數(shù)字信號輸出。

霍爾 IC 的輸出電壓范圍由輸出的上拉電壓確定。因此，在上拉電源電壓時，需要將霍爾 IC 的電源電壓與后端微控制器的輸入電壓范圍相匹配，這樣才能讓微控制器更好地接收信號。

圖 1：工作電路 (參考圖)

霍爾 IC 的分類

根據(jù)檢測磁極進行分類

• 開關式霍爾 IC
  • 單極檢測：僅使用單極（S 極或者 N 極）進行工作的霍爾 IC。當 S 極工作時，若施加 N 極磁場或者 S 極距離足夠遠、無磁場時，輸出為高電平。如圖 (2a) 所示，將磁鐵的 S 極靠近霍爾 IC，當施加在霍爾 IC 上的磁場超過圖 (2b) 中的 Bop 時，輸出變?yōu)榈碗娖?。在輸出為低電平的狀態(tài)下，將磁鐵遠離霍爾 IC，S 極的外加磁場低于 Brp 時，輸出變?yōu)楦唠娖健?/li>
  • 雙極檢測：使用雙極（S 極和 N 極）進行工作的霍爾 IC。當磁鐵距離足夠遠、無磁場時，輸出為高電平。如圖 (3a) 所示，將磁鐵的 S 極或者 N 極靠近霍爾 IC，當施加到霍爾 IC 上的磁場超過圖 (3b) 中的 Bop 時，輸出變?yōu)榈碗娖?。在輸出為低電平的狀態(tài)下，將磁鐵遠離霍爾 IC，外加磁場低于 Brp 時，輸出變?yōu)楦唠娖?。雙極檢測霍爾 IC 適用于磁鐵安裝方向不固定的場景。此外，雙極檢測霍爾 IC 中還有一種 S 極和 N 極輸出端子獨立運行的雙輸出型霍爾 IC，適用于需要檢測磁鐵極性的場景。
• 鎖存型霍爾 IC：通過交替感應 S 極和 N 極的磁場進行工作。通常 S 極一側為 Bop，N 極一側為 Brp。當施加在霍爾 IC 上的 S 極磁場超過 Bop 時，輸出為低電平。之后，即使磁場減小到無磁場，輸出仍維持為低電平。如果磁鐵進一步旋轉，向霍爾 IC 施加超過 Brp 的 N 極磁場，則輸出切換為高電平。此后，即使磁鐵旋轉，磁場發(fā)生變化，霍爾 IC 的輸出也會保持不變，直到 S 極磁場超過 Bop。這種霍爾 IC 由于在外加磁場的極性發(fā)生變化前，輸出類型維持不變（鎖定），因此被稱為鎖存型霍爾 IC。

圖 (2a)：單極 (S 極) 檢測霍爾 IC 和磁鐵的布置示例

圖 (2b)：單極 (S 極) 檢測霍爾 IC 的工作示例

圖 (3a)：雙極檢測霍爾 IC 和磁鐵的布置示例

圖 (3b)：雙極檢測霍爾 IC 的工作示例

圖 (3c)：雙極檢測雙輸出型霍爾 IC 的工作示例

圖 (4a)：鎖存型霍爾 IC 和磁鐵的布置示例

圖 (4b)：鎖存型霍爾 IC 的工作示例

根據(jù)驅動方式進行分類

• 連續(xù)驅動型霍爾 IC：這是較為常用的霍爾 IC，適用于磁場變化快的應用，例如電機中的磁場檢測。
• 間歇驅動型霍爾 IC（低功耗霍爾 IC）：適用于以電池驅動、有低功耗要求的應用，例如各類移動設備。如圖 (5) 所示，霍爾 IC 在 “休眠” 狀態(tài)和 “工作” 狀態(tài)之間周期性切換，“工作” 狀態(tài)下進行磁場檢測并確定輸出信號，“休眠” 狀態(tài)下維持此信號輸出。休眠狀態(tài)越長，功耗越低，但不適用于磁場變化快的應用。間歇驅動型霍爾 IC 的代表性應用有手提電腦的開關檢測等。

圖 (5)：間歇驅動型霍爾 IC 的工作示例