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最近遇到了无刷直流电机(BLDC)电机使用三个分立的锁定霍尔 为了获得电机换相点，传感器再次回顾霍尔传感器的基本原理，分享如下。

常见的霍尔传感器一般分为单极开关、双极开关、全极开关和锁定器四类。

锁定霍尔传感器目前广泛应用于无刷直流电机中。下图2-1是一个项目中使用的三个分立式锁定霍尔传感器。本文还主要介绍了锁定霍尔传感器。

图2-1 电机霍尔传感器

在介绍各种类型的霍尔传感器之前，先介绍霍尔传感器中常用的几个术语。

以下是定义霍尔开关操作的转换点或开关点的术语：

图 2-2:霍尔效应是指在外部电流受垂直磁场影响时可测电压

B--磁通密度符号(磁感应强度)是确定霍尔器件开关点的磁场属性。该单位是高斯 (G) 或特斯拉 (T)。转换关系是 1 G= 0.1 mT。

南极具有磁感应强度B(S)和北极(N)因此，有必要记住它的代数协议，B北极磁场为负，南极磁场为正。该协议可用于算术比较北极和南极值，其中磁场的相对强度 B 绝对值表示，符号表示磁场的极性。例如，一个-100G(北极)磁场和一个 100 G(南极)磁场强度相同，但极性相反。同样，一个 100 G 磁场的强度高于一个磁场 50 G磁场强度。

BOP--磁场工作点；强化霍尔器件的磁场强度。器件输出的结果状态取决于器件独特的电子设计。

BRP--磁场释放点；使霍尔器件关断的弱化磁场强度（对于某些类型的霍尔器件而言，则是在给出正 BOP 负磁场磁场的强度)。设备输出的结果状态取决于设备独特的电子设计。

BHYS--开关点磁滞回差。霍尔器件的传输功能利用开关点之间的偏移值过滤掉应用中机械振动或电磁噪声引起的磁场中的小波动值。BHYS= | BOP ? BRP|。

• 锁定霍尔传感器

霍尔霍尔传感器的原理

锁定霍尔效应传感器是一种数字输出霍尔效应开关，可以锁定输出状态。锁定器类似于双极开关，它有正极 BOP和负极 BRP，但能准确控制开关动作。锁定器要求正负极磁场同时工作。单个磁体位于南极(正极)磁场，具有足够的强度(磁通量密度)，使设备切换到开启状态。当设备打开时，它会锁定并保持打开，并立即移开磁场，直到有足够强度的北极（负极）磁场。当负极磁场出现时，设备将关闭。即使磁场被移除，也会锁定变化状态并保持关闭，直到有足够强度的南极(正极)磁场出现。

图 2-3 显示了检测转轴位置的应用。多个磁体集中在一个简单的结构中，称为环形磁体，它包含相反的磁极交替排列区域。相邻于每个环形磁体 IC 包装是霍尔锁定装置。轴旋转时，霍尔装置相对于南极磁场打开，相对于北极磁场关闭。请注意，设备的标记表面应面向环形磁铁。

标记面是什么？

答:磁极面向装置封装的标记表面。标记表面有设备识别标志，如部分型号或日期代码。

图 2-3.两个使用环形磁铁的锁定装置

这种应用广泛应用于直流无刷电机。如2-4所示，在电机轴上固定一个磁轮，在磁轮周围布置三个霍尔传感器，通过三个霍尔传感器感应电机的位置。

图2-4 霍尔传感器应用无刷直流电机

• 典型的工作状态

中性磁场周围锁定霍尔传感器的开关点(B =0 G)，如图 2-5 所示。开关点的磁场强度相等，但磁极相反。例如，如果工作点 BOP是 85 G(表示南极正值)，释放点 BRP是 -85G(表示北极负值)。锁定最近的状态可以防止设备在受到弱磁场影响时切换。

锁定开关将在强南极磁场中打开，产生低逻辑电位的输出信号(在输出晶体管饱和电压的情况下，VOUT(sat)，通常是 <200 mV，输出可视为0)。在强北极磁场中关闭锁定开关，产生的输出信号为高逻辑电位(最高为全电源电压， VCC，输出可视为1)。当磁场介于开关点的磁滞范围时于开关点的磁滞范围(在 BOP 和 BRP 这些设备不会在之间切换。在两个方向切换之前，必须通过 0 G 因此，磁滞范围比其他类型的霍尔开关要宽。

图 2-5.锁定开关的输出特性

如何直观地理解图2-5？事实上，当锁定霍尔传感器在N极下工作时，其磁感应强度的绝对值大于BOP此时，锁定霍尔传感器在图5中红线左侧关闭。当磁感应强度大于时BOP锁定霍尔传感器打开时。相反，当锁定霍尔传感器处于开启状态时，磁感应强度会慢慢降低，等等BRP 时，锁存型霍尔传感器切换为关闭状态。

若与 BRP 相比之下，如果磁场仍然正确，设备仍然打开，输出状态保持不变。 B 的正性比 BOP 略低(开关磁滞 BHYS 内置区域也是如此。箭头向左转动表示磁场正性降低，逐渐变负。

图2-6是锁定霍尔传感器的实物图，图2-7对应于其内框图。

图2-6 实物霍尔传感器

图2-7 锁定霍尔传感器功能框

霍尔传感器需要外部上拉电阻，如图2-8所示。当霍尔传感器在S极下工作时，VOUT下拉到地面，输出0。N极下工作时，VOUT电压由外部电源决定，输出1。

图2-8 霍尔传感器电路图