霍爾傳感器是全球排名第三的傳感器產(chǎn)品，它被廣泛應(yīng)用到工業(yè)、汽車業(yè)、電腦、手機(jī)以及新興消費(fèi)電子領(lǐng)域。

未來(lái)幾年，隨著越來(lái)越多的汽車電子和工業(yè)設(shè)計(jì)企業(yè)轉(zhuǎn)移到中國(guó)，霍爾傳感器在中國(guó)市場(chǎng)的年銷售額將保持20%到30%的高速增長(zhǎng)。

與此同時(shí)，霍爾傳感器的相關(guān)技術(shù)仍在不斷完善中，可編程霍爾傳感器、智能化霍爾傳感器以及微型霍爾傳感器將有更好的市場(chǎng)前景。

霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng)，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，這個(gè)電勢(shì)差也被稱為霍爾電勢(shì)差。霍爾效應(yīng)使用左手定則判斷。

霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。

那么，霍爾傳感器對(duì)電機(jī)有什么作用?下面我們來(lái)了解一下。

霍爾器件用于檢測(cè)電機(jī)的電樞電流，特點(diǎn)是非接觸式電流采樣，對(duì)原電路影響小，功耗較小，可測(cè)量直流或交流信號(hào)，精度和線性度較好。

霍爾元件只是一個(gè)磁場(chǎng)傳感器，作用是檢測(cè)磁極的位置，由于霍爾測(cè)出的結(jié)果只是脈沖，起到控制無(wú)刷電機(jī)速度的作用。

無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理本質(zhì)上與有刷電機(jī)類似，有刷直流電機(jī)采用機(jī)械的電刷和換向器對(duì)繞組中的電流進(jìn)行換向。而無(wú)刷電機(jī)采用電子方式對(duì)繞組電流換向。

直流電機(jī)中轉(zhuǎn)矩是通過(guò)永磁體磁場(chǎng)和繞組中的電流相互作用產(chǎn)生的，在有刷電機(jī)中，換向器通過(guò)切換電樞繞組實(shí)現(xiàn)電樞電流的換向與合適的磁場(chǎng)。而無(wú)刷直流電機(jī)中，霍爾位置傳感器探測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的位置，通過(guò)邏輯與驅(qū)動(dòng)電路，給相應(yīng)的繞組激勵(lì)。總的說(shuō)來(lái)，繞組根據(jù)電機(jī)永磁體的磁場(chǎng)作出反應(yīng)，從而產(chǎn)生需要的轉(zhuǎn)矩。

目前在無(wú)刷直流電機(jī)中應(yīng)用較多的是鎖存型霍爾傳感器，市面上常見的通用雙極鎖存型霍爾傳感器型號(hào)有矽睿半導(dǎo)體的SWH477HF/SWU477H/SWU475A/SWU463A/SWU453等。

鎖存型霍爾效應(yīng)傳感器是一種能鎖定輸出狀態(tài)的數(shù)字輸出霍爾效應(yīng)開關(guān)。鎖存器與雙極開關(guān)類似，它有正極 BOP和負(fù)極 BRP，但卻能精確控制開關(guān)動(dòng)作。鎖存器要求正負(fù)極磁場(chǎng)同時(shí)工作。單獨(dú)的磁體位于強(qiáng)度（磁通量密度）足夠的南極（正極）磁場(chǎng)，會(huì)使器件切換至開啟狀態(tài)。當(dāng)器件開啟時(shí)，它會(huì)鎖定狀態(tài)并保持開啟，即時(shí)將磁場(chǎng)移開也是如此，直到出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)度足夠的北極（負(fù)極）磁場(chǎng)。當(dāng)出現(xiàn)負(fù)極磁場(chǎng)時(shí)，器件會(huì)關(guān)閉。它會(huì)鎖定更改的狀態(tài)并保持關(guān)閉，即便將磁場(chǎng)移開也是如此，直到出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)度足夠的南極（正極）磁場(chǎng)。

如圖是一種三相8極(四對(duì)磁極)無(wú)刷直流電機(jī)基本組成：旋轉(zhuǎn)的永磁體轉(zhuǎn)過(guò)雙極型數(shù)字霍爾傳感器時(shí)，會(huì)使雙極型數(shù)字霍爾傳感器狀態(tài)發(fā)生改變。如上圖中8極磁體無(wú)刷直流電機(jī)中，每?jī)蓚€(gè)南極之間相隔90度，霍爾傳感器相隔120度放置，此時(shí)霍爾傳感器之間電角度相隔30度。

南極靠近時(shí)，雙極型數(shù)字霍爾傳感器轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)字霍爾傳感器在0度電角度轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)時(shí)，第二個(gè)數(shù)字霍爾傳感器在30度電角度時(shí)工作，第三個(gè)數(shù)字霍爾傳感器在60度電解時(shí)工作。

當(dāng)北極經(jīng)過(guò)雙極數(shù)字型霍爾傳感器時(shí)，數(shù)字霍爾傳感器會(huì)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)的8極磁體的每個(gè)北極與相鄰的南極之間為45度，因此，數(shù)字霍爾傳感器在磁體轉(zhuǎn)過(guò)45度后，會(huì)由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為釋放狀態(tài)。

上述三個(gè)雙極型霍爾傳感器的輸出作為轉(zhuǎn)子位置的編碼器使用，將磁體的位置和極性信息作為信號(hào)發(fā)送給邏輯電路，用于開斷H形橋式功率管。這樣，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁體的位置，每對(duì)功率管會(huì)相應(yīng)地開通或判斷，從而以正確的順序、在正確的時(shí)間為電機(jī)繞組提供電流。

審核編輯 黃宇