【经验】干簧管与霍尔开关的位置和方向摆放设计

时间： 2020-11-08 来源：世强

技术问答

干簧管通常由两个软性的磁片制成，并封装在充有惰性气体（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃管内平行封装的簧片顶端留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭触点。在有无磁场的环境中，簧片吸合或断开的状态会发生。

霍尔元件是基于霍尔效应的磁传感器，当磁力线垂直穿过通电半导体平面时，在半导体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。

大部分工程师对干簧管、霍尔元件的认知基本停留在概念层面，尤其是当第一次使用时，很容易直接拿来用，因为这样的器件太简单了——放在电路板上，电源供电(甚至干簧管不需要电源)，连接至GPIO口，有无磁场时状态切换。通常“拿来就用”的做法在样机阶段不会出现明显的问题，到了工厂量产10K级别的大货统计的不良率则可能会让你立马“翻车”！

小心磁场方向的“坑”

以LITTELFUSE干簧管59170为例，笔者到一个地产项目考察，该项目负责人和一家公司买了一批门磁传感器，来料检验使用磁铁测试并未有异常，但实际安装到客户门锁时，却大面积“失效”。笔者现场拆开一个门磁传感器，发现门上的磁铁正对着干簧管的簧片触点。干簧管的簧片触点除了要求被磁化之外，还必须磁化为不同的极性，当使用磁铁正对着触点时，簧片触点两端磁化的磁性一致，根据“磁场同性相斥，异性相吸”的原理，此时即使磁铁靠近，簧片也无法相吸，因此这就是客户看到的“失效”现象根因所在。让客户将磁铁和另外的干簧管装置错开位置，问题解决。

以芯进电子霍尔开关CC6204为例，当磁场南极靠近芯片CC6204TO标识面，磁场强度达到阈值时，输出低电平；当磁场北极靠近芯片CC6204TO标识面，磁场强度达到阈值时，输出高电平。

另外，虽然磁场是一个立体的场，但当器件与磁场靠的越远时，越要考究摆放的位置，不同位置的磁铁对于霍尔器件穿过的磁力线方向是不同的。在一个立体面，霍尔的有效面积需要被磁力线穿越。有的霍尔器件所检测的是水平面方向的磁场，有的霍尔器件所检测的则是垂直方向上的磁场(比如Will Semiconductor的W2510F)。如下图，对于垂直检测的霍尔器件，如果实际应用中磁力线更多是从平面穿过器件本体时会发现，该器件会非常不灵敏（之所以没有100%失效的原因，是因为磁场本身就是一个立体面）。

干簧管与霍尔元器件优缺点？

理论上，霍尔元器件在技术上完全可以对干簧管进行取代，且由于干簧管机械特性所觉得的容易破碎失效、固有频率低等问题，霍尔元件作为半导体器件有着一致性高、寿命更长的优势。但实际应用中，霍尔元件需要一路电源进行驱动检测，由此电路设计需要考虑该电源的延展，特别是在板与板之间的接口设计时，多出来的一个电源接口有时候是无法接受的。而且由于需要电源进线驱动，霍尔元件会产生一定的功耗，虽然目前霍尔器件很多是低功耗的，如芯进电子霍尔元件CC6204可以做到典型值5μA（V_DD=3.5V@25℃）的平均电流，但在低功耗产品中，这样的电流依然是考虑因素之一，而干簧管在未进行工作时，可以做到不消耗额外的电流！

综上，干簧管、霍尔的设计是一个平衡点，你需要考虑的还有环境温度、价格，甚至是产品使用过程的特性、运输方式等。“拿来就用”的做法可能不会让你的研发样机遇到问题，但量产样机，隐藏的问题始终还是会暴露的！

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全部评论（1）

好多鱼 Lv5. 技术专家 2020-11-19

讲得好。

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型号- CC6401,CCH890,CC6203,CCH477S,CC6101,CC6201,CC6102,CCH477,CCH891,CC6900SO-5A,CC6420DNFG,CCH284,CC6412,CC6511,CC6902SO-5A,CC6211,CC6112,CC6902SO-10A,CC6420DNRD,CC6902SO-20A,CC6210,CC6111,CC6420SORD,CC6902SO-30A,CC6900SO-30A,CC6900SO-20A,CC6900SO-10A,CC6409,CC6208,CC6407,CC6420SOFG,CC6209,CC6404,CC6206,CC6503,CC6207,CC6402,CC6204,CC6501,CC6403,CC6205,CC6502

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芯进（CrossChip）成立于2013年，是一家从事集成电路研发和设计的半导体公司，研究方向为智能磁传感器。产品系列主要有三大类：磁传感器系列，LED系列和电机控制系列，致力于为客户提供全面的机电控制和LED照明解决方案。

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Country Of Origin (COO) update of the Reed based Sensors and Reed Relays products from China to Philippines (PH) or Mexico (MX) Product Change Notice (PCN)

型号- 59140-536,59150-020,59145-910,59135-4-S-05-F,59065-952,HE3351A6282,59050-1-S-00-0,59030-030,HE721A1200,HE721A2410,59600-770,59135-523-P/W,HE721C6868,59600-771,59025-2-V-02-A,59145-909,59145-908,59145-907,HE3321C0500,59145-906,59600-778,HE3321E1200,59150-030,HE3351A0500,59140-543,59145-927,59140-544,59145-926,P711054E,HE721A2406,59135-928-PW,HE721A2400,59045-1-U-00-0,59030-020,HE721A2405,59050-606,59065-1-T-04-A,59045-010,59140-3-T-03-A,59600-787,59140-4-U-02-A,59070-3-T-02-A,59135-3-S-02-A,59150-1-T-02-F,59140-510,59135-3-S-02-F,59070-3-T-02-F,59025-908,59025-907,59025-906,59140-1-V-02-F,59150-040,59025-909,59025-911,59140-1-V-02-A,59141-1-V-05-F,59025-910,59050-514,59600-791,59025-915,59150-4-S-02-F,59600-792,59025-914,59050-518,59600-793,59600-795,HE3321E5941,HE3321E5942,HE721A2430,59135-951-PW,HE3321E5940,59143-1-T-05-A,59065-507,59140-3-T-02-F,59025-919,59025-918,59070-1-V-02-A,59025-917,59025-916,59140-529,59065-1-T-05-F,59170-1-T-00-A,HE721A1210,59170-1-T-00-C,59065-4-T-02-F,59170-1-T-00-D,HE3321A6788,59140-3-T-02-A,59165-1-S-00-D,59165-1-S-00-C,59165-1-S-00-A,HE721B1210,59600-848,59135-3-S-04-F-P/W,59070-3-T-05-F,59145-3-T-02-F,59022-4-U-02-A,59140-1-V-01-F,59022-4-U-02-E,59135-906-PW,59022-4-U-02-F,59020-514,59020-516,59020-515,59150-1-S-05-A,59135-1-T-03-A,59020-511,HE3621A6012,110192,59156-1-T-05-A,59025-3-S-05-A,HE721B2430,59140-2-T-02-F,59170-901,59170-900,59145-1-S-02-A,59065-1-T-02-E,59040-4-T-02-A,59065-1-T-02-F,59155-1-T-02-A,59070-1-V-01-F,HE721A0540,59065-1-T-02-A,59025-903,HE3321A6889,59025-902,59040-4-T-02-F,59065-4-S-02-F,59040-1-U-02-A,59145-1-S-02-F,59600-746,59145-978,59145-977,59040-4-S-02-A,59145-976,59150-1-T-04-A,59141-1-S-02-A,59135-927-PW,59141-1-S-02-F,59141-520,59141-1-S-02-E,HE3621A0510,59600-751,59025-2-S-02-F,HE721C1230,59145-505,59177-1-S-00-D,59600-759,59140-965,59145-504,59025-4-T-02-F,HE721B1200,HE721B2410,59150-010,59140-962,59145-506,59145-981,59145-980,59065-1-T-03-F,59065-1-T-03-E,59025-4-T-02-A,59135-507-P/W,59145-984,59145-983,59135-905-PW,59040-1-T-02-A,59135-1-S-02-A-PW,59025-1-U-02-A,59040-1-T-02-F,59135-1-V-02-A-P/W,59600-760,59025-2-U-05-A,59600-761,59065-1-T-03-A,HE3621A0500,59141-519,59600-766,59135-503-PW,59600-769,HE751A1200,HE751A2410,P711015E,59135-1-S-05-A,59125-500,W117SIP-18,59025-536,HE721A6732,59025-1-V-02-A,59025-538,W117SIP-10,59140-010,HE751A2400,59143-1-T-02-A,P711014E,HE3351A2400,59025-3-T-02-F,59166-901,59025-3-T-02-A,59070-1-U-02-A,59025-4-U-02-A,90823,59135-2-T-03-A-PW,59025-543,59125-2-U-00-0,59140-020,HE3321C6675,HE721E0510,W171DIP-23,59135-1-S-04-A,W171DIP-21,HE3351A1200,W171DIP-20,W171DIP-27,59135-959-P/W,W171DIP-25,W171DIP-24,59135-4-S-02-A,59150-2-T-02-F,P711017E,59145-4-T-05-A,W171DIP-28,59135-1-T-02-F,59050-1-V-00-0,59135-1-T-02-A,59140-904-A,59140-904-B,59025-1-V-01-A,HE721A6515,W172DIP-3,59025-2-V-05-A,W172DIP-4,59135-1-S-04-F,W172DIP-5,59135-502-PW,59177-1-U-00-D,59025-632,59155-1-S-05-A,W172DIP-1,59025-630,59065-907,59065-906,59070-1-S-02-F,W171DIP-12,W172DIP-7,W172DIP-8,W171DIP-10,59040-4-U-02-E,W171DIP-14,59070-010,P711016E,59040-3-T-02-A,59001-1-S-02-A,59070-1-S-02-A,W171DIP-17,59040-3-T-02-F,59025-646,59025-645,59050-3-T-00-0,59025-529,59040-4-U-02-A,59025-649,59025-648,59050-901,59025-643,59025-642,59135-1-V-02-A,HE722A0600,59140-1-V-05-F,59135-030,59145-2-T-02-A,59070-020,59140-1-V-05-A,59145-2-T-02-F,59135-010-PW,59135-2-T-03-F,HE721R2410,59025-977,59025-979,59135-2-T-03-A,59025-978,59155-1-S-02-A,HE721A1240,59025-1-S-05-A,59145-1-V-02-A,59025-4-T-05-A,59070-030,59135-1-S-04-A-PW,59070-1-S-01-D,59025-1-U-05-A,59025-624,59025-502,59025-629,59135-020,59135-2-U-04-F-PW,59166-1-T-00-D,HE721A1230,59166-1-T-00-A,59025-983,59025-982,59166-1-T-00-C,59025-981,HE3621A6786,59135-1-T-02-F-P/W,59140-559,90783,P171022E,59022-1-S-02-E,90784,59022-1-S-02-F,59070-040,59125-1-T-00-0,59135-1-V-03-A,59135-2-T-02-F,59135-2-T-02-A,59135-010,59022-1-S-02-A,59141-2-S-02-D,59156-1-T-02-A,HE3321A1200,59140-1-T-02-E,59022-3-T-02-E,59045-1-S-00-0,59145-1-S-05-A,59022-3-T-02-F,59145-905,59140-1-T-02-F,59140-567,59145-903,HE751A1210,59022-3-T-02-A,59140-4-S-02-A,HE721R1210,59025-601,59140-4-S-02-F,59140-561,59135-616-PW,59140-1-T-02-A,HE3621A6685,59145-1-S-05-F,HE3621A6684,59135-1-S-01-A,HE751A0510,HE722A0520,HE3621A6849,59050-3-S-00-0,59150-1-V-02-A,59150-1-V-02-F,59135-2-T-01-D,59141-900,84323,59065-030,59143-1-S-02-A,59141-904,59025-1-S-03-A,59141-903,59025-010,HE721C0520,59141-902,59070-1-T-03-A,59141-909,59070-504,59141-908,59141-907,59141-906,HE722A0510,59050-1-U-00-0,59166-506,59166-505,59166-503,59166-509,59140-4-S-03-A,59166-507,59065-040,59135-507,HE721A6202,HE721C0530,HE3321A2400,59025-020,59135-503,HE751A0500,59001-1-T-02-A,59070-515,59070-514,59135-502,59070-522,HE3621A1250,HE722A0500,59070-524,59070-523,59166-513,59022-3-S-02-F,59145-010,59145-1-T-05-A,59177-1-T-00-D,59150-2-V-05-A,59022-3-S-02-A,59022-3-S-02-E,59141-3-S-02-E,59150-963,59022-505,HE721C0500,59150-962,59022-504,59040-1-S-02-E,59070-529,HE721A5025,59025-1-V-05-A,59040-1-S-

产品变更通知及停产信息 - LITTELFUSE - 10/21/2024 PDF 英文下载

芯进（CrossChip）霍尔开关传感器/风扇驱动器/电机驱动器/电流传感器选型指南

目录- 霍尔传感器开关单相风扇驱动器单相正弦波风扇驱动器电流传感器

型号- CC6521,CC6203,CC6401,CC6522,CC6201,CC6121,CCH477,CC6213,CC6411,CC6412,CC6211,CC6410,CC6210,CC6401S,CC6409,CC6527,CC6209,CC6407,CC6206,CC6404,CCH477E,CC6525,CC6921,CC6207,CC6204,CC6402,CC6523,CC6205,CC6403,CC6524,CC6920,CC6422,CC6423,CC6101,CC6420,CC6102,CC6421,CC7030,CC6511,CC6112,CC6111,CC6407S,CC6903,CC6904,CC6901,CC6902,CC6503,CC6900,CC6501,CC6425,CC6502

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芯进（CrossChip）电流传感器/直流无刷电机/LED 驱动/霍尔开关选型指南

描述- 公司自 2013 年成立以来，围绕霍尔传感器技术开发了速度位置传感器，高精度线性霍尔传感器，高精度电流传感器等产品线。高精度线性霍尔传感器出货量居行业领先水平，光伏逆变器领域前 10 大工厂均在采用含有芯进产品的电流传感器模块。高精度单芯片电流传感器已经广泛应用于光伏逆变器，OBC，家电和工业自动化等领域，出货量居同行业领先水平。近年，芯进围绕核心客户的系统应用陆续推出了电源管理，总线接口和驱动器等产品线，服务于工业自动化，光伏新能源和汽车等行业客户。

型号- CC650X 系列,CC6202,CC6203,CC6201,CC6402A,CCH477,INK1102,INK1105,INK1101,CC6213,CC6401E,CC6211,CC6212,CC6210,CC6207M,CC6211S,CC6102R,CC6208,CC6209,CCH477E,CC6206,CC6207,CCH477G,CC6204,CC6205,CC6103,CC6500,CCH890,CC6104,CC6101,CC6102,CC7030,CC6921B,CC7031,CCH891,CC6105R,CC6217,CC6215,CC6511,CC6115,CC6112,CC6113,CC6111,CC6920B,CC6905,CC6906,CC6903,CC6904,CC6902,CC6503,CC6900,CC6504,CC6229,CC6501,CC6105,CC6502,CC6401,CC6121,CC1108,CC690X,CC692X 系列,CC650X,CC6407C,CC6411,CC6533,CC6412,CC6531,CC6410,CC6130,CC6927,CC690X 系列,CC6409,CC6407,CC6921,CC6404,CC6922,WS2801,CC6402,CC6920,CC6403,CC6422,CC6423,CC6420,CC6421,CC6533B,INK1003,177,CC692X,CC6419,CC6418,CC6415,CC6416,CC6534,CC6413,CCH284,CC653X 系列,CC653X

选型指南 - 芯进电子 - 2023/12/15 PDF 中文下载

CC6207E全极性微功耗霍尔效应开关

型号- CC6207E,CC6207ETO,CC6207EDN,CC6207EST,CC6207ETST

数据手册 - 芯进电子 - rev1.1 - 2024.03 PDF 中文下载

【应用】霍尔开关传感装置CC6207MST用于电暖器倾倒检测，具有温度稳定性好、设计结构简单的优势

电暖器应用原理：芯进电子CC6207MST霍尔开关传感装置检测到信号，反馈给开关，关闭电暖器，从而起到保护作用。其优势：具有较宽的工作电压2V~5V；并且CC6207MST只要有磁场靠近，就可启动；磁场撤销后，输出关闭。

应用方案发布时间 : 2022-09-29

【应用】芯进电子霍尔开关CC6201ST助力智能寄存柜，具有全极性，工作温度-40~+150℃

在客户设计的一款无屏智能寄存柜中需要用到霍尔开关，目的是用来检测当前柜门是开启还是关闭状态。希望让世强推荐一款满足应用要求的霍尔元器件。世强技术专家通过评估客户的应用，推荐了一款在智能门锁上经常用到的物料，芯进CC6201ST。

应用方案发布时间 : 2022-12-13

微功耗、高灵敏度单极性的霍尔开关传感装置CC6211E，工作温度范围-40~85℃

CC6211E是芯进电子推出的一颗微功耗、高灵敏度单极性的霍尔开关传感装置，内部电路包含了霍尔薄片、电压稳压模块、信号放大处理模块、动态失调消除模块、锁存模块以及CMOS输出级。由于CC6211E使用先进的Bi-CMOS工艺，整体优化了的线路结构，使得产品获得极低的入误差反馈。

产品发布时间 : 2024-02-08

信为科技（Soway）接近开关/门磁选型指南

目录- 接近开关/门磁正反转传感器

型号- SP113,SP124,SP114,SP111,SP112,SP134,SP131,SP121,SP13101-XX-K1L1-M8P,SP117,SP128,SP118,SP115,SP126,SP127,SP138

选型指南 - 信为科技 - 2021/08/26 PDF 中文下载

【应用】全极性的霍尔开关CC6207用于实现燃气表计量功能，TSOT-23-3/DFN4L小封装、5uA平均静态电流

燃气表内部一般利用霍尔传感器，采用了机电转变的方式对燃气的使用量进行测量。由于燃气表属于计量设备，采用电池供电，为了延长燃气表电池使用时间，因此对霍尔开关功耗的要求比较高，推荐国产芯进电子微功耗霍尔开关CC6207，平均电流5uA，全极性输出，工作温度-40～150 ˚C，是燃气表等采用霍尔效应计量的优秀解决方案。

应用方案发布时间 : 2020-07-07