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霍爾傳感器是一個汽車上經(jīng)常會使用到的電子元器件，那么霍爾傳感器到底是什么樣的工作原理，分為哪些類型，有什么樣的具體使用案例，可能很多的朋友還不太熟悉，今天小編就打算基于這幾個點(diǎn)和大家一起聊一聊霍爾傳感器的內(nèi)容，有這樣的一個想法也是因為小編前一段時間遇到的一個實際的問題，引發(fā)小編去多了解了一點(diǎn)，也把自己的一些淺薄認(rèn)識分享給大家。

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霍爾傳感器的工作原理

首先我們還是從霍爾傳感器的工作原理說起，這個方面的知識在網(wǎng)網(wǎng)上很容易搜到，其本質(zhì)就是我們高中物理所學(xué)到的知識——磁電效應(yīng)。簡單的說，固體材料中的載流子在受到外部磁場的作用時因受到洛倫茲力的影響會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的載流子在兩側(cè)聚集進(jìn)而形成電勢差，這個電勢差即是霍爾電壓。

用一張圖來形容這個過程如下：

這張圖是在網(wǎng)上找的，非常的直觀，一目了然的看出了載流子的運(yùn)動方向，以及霍爾電壓的形成。

同時，通過這個我們也可以直觀的看到，霍爾傳感器是需要供電的，否則無法工作。

很多朋友可能不太在意這一點(diǎn)，所以我們稍作強(qiáng)調(diào)。

載流子的積聚可以產(chǎn)生霍爾電壓，但是這個產(chǎn)生的電壓是很小的，沒有辦法直接應(yīng)用，必須要加上一些放大電路進(jìn)行放大，才能被使用。至于如何設(shè)計放大電路不在本文的討論范圍之內(nèi)，我們就不再贅述。

但是需要說明的是，經(jīng)過放大設(shè)計的霍爾傳感器可以輸出數(shù)字信號，也就是我們常說的高低電平狀態(tài)，這也是應(yīng)用最為廣泛的一種。

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常見的類型有哪些

關(guān)于類型這一塊小編打算以一個實際的型號為出發(fā)點(diǎn)，這里提到的是MLX的一款霍爾傳感器，市面上使用的應(yīng)該挺多的，從工作原理上來說有兩種：開關(guān)型和鎖鍵型。

開關(guān)型：

當(dāng)靠近霍爾傳感器的磁體的磁場強(qiáng)度B>Bop的時候，霍爾傳感器的輸出電平變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)，當(dāng)磁場強(qiáng)度逐漸減弱，B<Brp時，霍爾傳感器的輸出電平變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，相反的磁極不會改變霍爾傳感器的輸出狀態(tài)，如何來理解這一句話呢？

以這一款霍爾傳感器為例，S極的磁場強(qiáng)度是觸發(fā)傳感器輸出電平變低的，當(dāng)S極磁場強(qiáng)度低于Brp時，傳感器的輸出電壓就會變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，即使變成了N極，霍爾傳感器的輸出狀態(tài)依然是高電平狀態(tài)，所以說即使是反向磁極也不會改變霍爾傳感器的狀態(tài)。

鎖鍵型：

大家再看這一個圖，和上一個做一下對比可以看出，在這里引起霍爾輸出電壓變化的兩個條件分布在了0軸的兩側(cè)，而且成對稱狀，Bop=|Brp|。

所以，對于這一種類型的霍爾傳感器，當(dāng)磁場強(qiáng)度B>Bop時，會使霍爾輸出狀態(tài)變?yōu)榈碗娖?，要想使霍爾信號輸出狀態(tài)變?yōu)楦唠娖?，必須施加反向的磁場，且磁場的?qiáng)度B的數(shù)值應(yīng)該大于Brp，否則就會保持在原來的輸出狀態(tài)。

所以，其參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

也許你會詫異這個和上邊一個不是一樣的嗎？仔細(xì)看，不一樣，差別在N極的標(biāo)注，第一個的N是由上標(biāo)的，第二個沒有，因為第二個的N極是必須的，不然就不會有霍爾輸出信號的變化。

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霍爾傳感器的應(yīng)用

霍爾傳感器在汽車行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，我們先說一個具體的應(yīng)用實例——無刷電機(jī)的控制。大家可能知道無刷電機(jī)的控制一般使用的是六步換向的方式，所謂的六步換向就是說無刷電機(jī)的定子能夠產(chǎn)生的磁場只有六個方向，然后轉(zhuǎn)子是受這六個方向的磁場作用一步一步的轉(zhuǎn)動的，所以稱之為六步換向。

既然要換向，那就需要知道轉(zhuǎn)子的具體位置，不然的話也沒有辦法確定換到哪一個磁場方向去，因為無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，所以我們可以在轉(zhuǎn)子的上面添加三個霍爾傳感器，通過霍爾傳感器的信號反饋轉(zhuǎn)子的位置，進(jìn)而實現(xiàn)相應(yīng)的換向順序。

這里只是一個簡單的描述，針對這一塊的控制還是很復(fù)雜的一個知識點(diǎn)，如果朋友們有興趣的話，小編可以單獨(dú)再寫一篇關(guān)于無刷電機(jī)六步換向控制的文章，可以給大家做個稍微詳細(xì)的介紹。

除了這個無刷電機(jī)的使用案例之外還有一些，比如發(fā)動機(jī)的凸輪軸位置傳感器，曲軸位置傳感器（更多的是使用磁電式，但是也有使用霍爾式的），ABS系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)以及車身控制系統(tǒng)都有用到。