【经验】使用Si72xx霍尔效应磁性传感器替代开/关和位置感应应用中的磁簧开关，实现更小体积、更高可靠

时间： 2019-03-19 来源：Silicon Labs

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SILICON LABS（芯科科技）的Si72xx系列霍尔效应磁性传感器具有功耗低、灵敏度高和可靠性高的特点，并且增加了I2C的可配置性、内置的篡改检测和温度传感等特性。Si72xx磁性传感器针对消费电子、工业报警、电机控制和门/窗安全应用，为白色家电、流量计、无绳电动工具、滚轮和指针式控制提供稳定的可靠性。该系列传感器符合汽车应用的AEC-Q100标准，并且可用于恶劣的工业环境。

当前在各种开/关和位置感应应用中使用的磁簧开关，其消耗的功率很小，但是体积大而且可靠性不是很高，Si72xx系列霍尔效应磁性传感器是磁簧开关的绝佳替代品。

磁簧开关的工作原理如图1所示，当磁铁使铁磁性簧片产生极化，使它们相互吸合时，磁簧开关便开始工作。磁铁和磁簧开关并排放置，磁铁通常呈条形或棒状且长度接近磁簧开关的长度。如果磁铁与磁簧开关没有对齐，那就必须把磁铁放在离磁簧开关较近的位置。

图1 磁簧开关的工作原理示意图

图2 磁簧开关的吸合区和断开区

磁簧开关的灵敏度通常用A-T值来衡量，A-T值代表激活磁簧开关所需要的带有1安培电流的电磁线圈的匝数。A-T值与磁簧开关所需的磁铁产生的峰值磁场之间并没有准确的关系，但根据经验，若磁簧开关的灵敏度为10A-T，那么磁铁的峰值磁场应以1mT（指磁感应强度）为最佳。表1列出了灵敏度在6～8A-T之间（即灵敏度非常好）的磁簧开关的相关数据。

表1 灵敏度在6～8A-T之间的磁簧开关的相关数据

Si72xx的灵敏度约为1.1mT（具体数值视器件型号而定）。如图3所示，TO-92封装的Si72xx可直接替代图1中的磁簧开关，其灵敏度等同于上述灵敏度非常好的磁簧开关。此外，TO-92封装的Si72xx所需要的磁铁，不必像磁簧开关所需要的那样又长又薄，因此当磁铁体积相同时，可以通过让磁铁变短来实现一些优化。

图3 TO-92封装的Si72xx与磁铁相对位置示意图

使用SOT23封装或WLCSP封装的Si72xx时，磁铁的磁感线应从上或下穿过Si72xx（如图4中的右图），若按图4中的左图放置磁铁和Si72xx，Si72xx将不会工作。对于给定体积的磁铁，SOT23封装和WLCSP封装的Si72xx的灵敏度大致相同，这些Si72xx是表面安装的，具有能安装在离PCB边缘较近的位置的优势，因此沿着整个磁铁外围都保持灵敏，而TO-92封装的Si72xx及磁簧开关则存在“盲区”。

图4 SOT23和WLCSP封装的Si72xx与磁铁相对位置示意图（左图为错误用法）

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