【技术】霍尔开关能否代替干簧管？且听“老司机”为您详细分析
【摘要】霍尔开关与干簧管同为磁性电子开关，但它们的性能各有不同。从原理上分析，霍尔开关的使用寿命要高干簧管，且工作更加可靠。干簧管可用于低负载和高负载的场合，在很多场合中，霍尔开关与干簧管可相互替换，但在低负载应用中，霍尔开关将逐渐替换干簧管。
霍尔开关是一种磁敏元件，其基于霍尔效应。当磁力线垂直穿过通电hall平面时，在hall与电流平行的两个端面上将形成感应电压，感应电压的大小和电流及磁场强度成正比。此电压信号经过放大等处理后，即可用于对开关电路的控制作用，直接输出开关高低电平信号。
图1：霍尔开关
干簧管也是一种磁敏开关，它通常有两个或三个导磁同时导电的材料做成的簧片触点，被封装在充有惰性气体或真空的玻璃管里。玻璃管内平行封装的簧片端部重叠，并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭接点。当永久磁铁靠近单簧管，或者有绕在单簧管的线圈通电形成的磁场使簧片磁化，簧片的触点部分就感应出极性相反的磁极。异性相吸，当吸引力大于弹簧的弹力时，触点就会吸合，使电路导通；而当磁力小到一定程度时，接点被弹簧的弹力打开。
图2：干簧管
Hall开关与干簧管同为磁性电子开关，那它们的性能有什么不同？
原理上二者是有本质区别的。Hall开关是纯电子技术原理开关，而干簧管是机械形变原理的开关。干簧管的使用寿命受限于弹片的弹性，在低负载条件下，可工作百万次，而hall开关不受这个次数限制，因此，hall开关的使用寿命要高于干簧管。干簧管传感器的簧片有固有频率，不能使用在其固有谐振频率上的场合，同时因为是机械结构，当干簧管从30CM以上高度跌落到硬质地面时，其电气特性可能被改变。霍尔效益开关不受此影响，相对来说，工作更加可靠。
因原理不同，封装形式也不一样。hall效应开关一般是SOT-23或者TO-92封装，如图1所示的MLX92231的封装图片。Hall开关设计电路简单，占用PCB空间少；在焊接过程中，SOT-23的封装可以采用SMT技术，全自动焊接，易加工且加工成本低。干簧管的电气部分集成于玻璃外壳中，玻璃易碎，其抗冲击及振动的能力相对较差，在运送与加工过程中容易受损，加工损耗大；同时在焊接过程中，需要考虑PCB的变形及干簧管本身的热膨胀特性，所以在焊接时，需要留下部分引脚，使干簧管与PCB间留下适当空间，同时需要注意焊接温度与时间的控制。
从机械特性来看，hall开关要优于干簧管。而在电气特性上，霍尔开关与干簧管可以说各有千秋。干簧管的机械开关由电气特性决定，其可用于低负载（5V，10mA），也可用于高负载（几百V，几A）。在断开状态，干簧管的漏电流为0，输出绝对0V。而hall开关更适用于低负载场合，漏电流不为0，因此，其不适用于漏电流为零的场合。在响应时间方面，hall开关的响应要远远快于干簧管。
通过上面的探讨，霍尔效应开关与干簧管都有各自的优点和不足，很多应用场合二者是可以相互替换的，而在低负载应用中，随着hall效应开关成本的下降，hall开关将逐渐替换干簧管。
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