【选型】如何为NPS选择一款合适的可编程霍尔传感器？

时间： 2019-07-15 来源：世强作者：TonyBro

技术问答

NPS，又叫档位开关，是汽车的一个主要部分，相信很多老司机已经再熟悉不过，但是其工作原理可能大家未必清楚，其实分析起来也比较简单。如下图所示：P、R、N、D、L对应位置安装了hall开关，用于触发hall开关的磁铁安置于手动滑杆末端。如图红色部分，磁铁随着滑竿的滑动而移动，当到达对应的档位开关hall芯片上方时就会触发开关使电平发生翻转，从而实现档位检测。

图1：NPS实物构造

很明显，开关选择是通过手动滑杆来完成，其关键的部分就是电子开关。技术发展到今天，电子开关技术包括有：光电类，电容电感类，磁阻技术，hall类等等。在汽车应用方面，首要要考虑的就是技术的可靠性，因为光和电容电感类比较容易收到外部干扰。当然你可以从结构设计上去弥补这些缺陷，但随之而来的是成本的提升，所以一般不选用。磁阻技术和hall技术不能简单的对比，通常来说，磁阻技术对磁场密度影响范围更广，而hall技术则比较窄，可以参考下图：

图2：不同技术可检测磁通量密度对比

从上表来看，hall技术更适合配合磁铁来做针对性的应用，而且不容易饱和，为磁铁设计选型提供了充足的空间。MELEXIS是优良霍尔技术的提供商，全球几乎所有汽车都有来自这个比利时厂家的芯片。主打霍尔产品MLX92231/MLX92232系列集成了诸多优良特性：如欠压锁定保护、反向电压保护、热保护及唯一的用于追踪的ID。而相对于MLX92231，MLX92232因为集成了可编程特性，使得它相对来说设计更灵活。得益于成熟工艺，目前这些芯片可以做到4.1x3x1.5mm这样微小的尺寸，将芯片埋装到图一的P、R、N、D、L下面。当转载在滑动杆上面的磁铁靠近其中的任意芯片时，芯片输出就会翻转，从而识别滑动档位位置（参考图1）。

在确定了具体使用的芯片型号的前提下，仍需要考虑以下几个要点：

1）极性：如MLX92232，往往hall芯片会分为单极性、双极性和锁存器几种类别。由于NPS的滑杆磁铁是固定的，这也意味着它的极性不会发生变化，所以我们需要选定的是单极性的芯片版本（如果是可编程芯片，如MLX92232，则把参数配置为单极性），至于具体是S极或者N极则由客户选定。

2）灵敏度：hall开关芯片往往针对不同应用，调教了不同灵敏度版本，用户需要根据自己选择的磁铁大小，磁铁和芯片表面相对距离来决定芯片的灵敏度级别，以获得最佳设计效果。MLX92232在灵敏度范围（±1.5mT ~ ±66mT）内是可编程的，这个关键特性使得用户在考虑磁铁时大大提高了灵活度。

3）封装：MLX92231/MLX92232及很多其他系列芯片都提供了贴片或直插封装选项，这个应该不需过多解释了。