相比，霍尔效应开关具有可靠、耐用、简单、尺寸小和重量轻的优势。

图 10.采用充气隔膜的液位感测技术。  

转鼓检测

霍尔效应传感器 IC 能满足各种转鼓感测的需要，如速度、方向和皮带断裂检测。

将磁体装到转鼓上，再使用固定的霍尔开关，就能制造简单的旋转指示器。每当转鼓完整旋转一次后，开关就会发送一个数字脉冲。该信号可用于指示转鼓是否在旋转，微处理器还能用它计算速度。如果需要提高转鼓位置的精度，可使用差分霍尔效应传感器（如 A3425）和齿轮结构，如图 5 所示。更精密的反向偏压霍尔效应传感器（如 A3423）能提供转鼓速度信息并进行方向检测。

除感测转鼓的位置、速度和方向外，还能检测皮带断裂故障。例如，如果烘干机的皮带断裂时，烘干机内的加热元件未关闭，那烘干机停转可能导致衣服着火。图 11 显示了可检测断裂皮带的电路，它采用了一个装有磁体的转鼓和一个固定霍尔开关。在该电路中，中央节点会以 R1C1 对确定的速度充电。当磁体经过霍尔开关时，IC VOUT 信号会经过高-低-高转换。VOUT 信号的上升沿会暂时打开晶体管 Q1，使中央节点放电。断裂的皮带会使转鼓停止旋转，以防止出现上升沿转换。这能确保中央节点自由充电。当中央节点达到启动复合晶体管对的电压时，电路输出会切换至数字低信号，以显示皮带断裂故障。

图 11.采用简单霍尔开关的断裂皮带检测电路。  

电动机控制

霍尔效应传感器 IC 能以可靠和简单的方式监测电动机的电流，以进行有效的控制和保护。电动机的电流消耗与其产生的转矩成正比。因此，控制电动机的速度和外加力的典型方法是，向微处理器反馈其电流消耗的测量值。然后微处理器会计算是要对电动机施加更多还是更少的电流，以达到所需的转速。霍尔效应传感器 IC 能直接以串联方式与电动机（或任何电感负载）一起放置，因为它们有电阻极低的铜引线框架。

传统的技术会利用在电动机控制组件的接地开关内放置的分流器来感测电动机的电流。利用这种方法，只能监测一半的电动机电流，这会降低精度，并增加 I²R 损耗。霍尔效应传感器 IC 的输入电源与电流通路完全隔离，这能确保提高测量精度，并减小功率测量值。采用 SOIC-8 封装的 Allegro ACS712 适用于较弱的标称电流，采用 CB 封装的 ACS75x 适用于较强的电流感测应用。

微功耗解决方案

由于全社会对环境问题的认识不断深化，因此市场对低能耗家电的需求日益强烈。美国联邦政府的“能源之星”计划的要求一年比一年严格。Allegro MicroSystems 是首家提供微功耗霍尔开关和线性传感器的公司，其目的是帮助制造商降低家电产品的能耗。

321x 系列霍尔开关采用了独特的时钟电路图和 2.75V 的标称工作电压，以确保达到 15μW 的典型功耗。139x 系列线性霍尔器件在主动模式下具有 3 V 的标称工作电压和 10 mW 的功耗。139x 系列霍尔器件还配有睡眠引脚，以确保微控制器关闭器件，并将功耗降至标称 75 μW（参阅图 12）。此外，当 139X 系列霍尔器件处于休眠模式时，器件的输出会转换至高阻抗状态。因此，只要采用轮询机制及时监测单独 A139X 在任意点的输出，就能将多个 139X 线性霍尔传感器 IC 连接到单独的模拟-数字转换器输入端。

图 12 配有睡眠引脚输入的 3 V A139x 微功耗线性霍尔传感器的示意图  

总结

本文介绍的应用只是一些代表性的实例，它们体现了与传统技术相比，霍尔效应技术如何提高现代家电的性能和可靠性。表 1 总结了其他霍尔技术的应用。使用《Allegro 选型指南》可找到符合指定应用需求的适用霍尔器件。

参考文献

G. Pepka."Position and Level Sensing Using Hall Effect Sensing Technology."
Allegro MicroSystems technical paper.
Sensor Review Journal SR27-1, February 2007.

M. Hopkins."The State of the Art in Hall Effect Technology and Its Implications for Appliance Design and Development."
Allegro MicroSystems technical paper.
IATC, March, 2004.

A. Friedrich, M. Doogue, J. Cummings."Recent Trends in Hall Effect Current Sensing."
Allegro MicroSystems technical paper.
PCIM 2006, May 2006.

本文介绍的产品是采用下列一项或多项美国专利制造的：5,619,137；5,621,319；6,781,359；7,075,287；7,166,807；7,265,531；7,425,821 或其他未决专利。

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