由于翘板开关可能外形小巧，从最终用户的角度来看，其结构遮挡了磁体，因此磁体可能尺寸小巧，而磁体越小，磁场就越弱。前面提到，与磁体的偏移越远，磁场就越弱。因此，当开关完全接通且磁体与 DUT 并联时，要让器件获得最大磁场，应将磁体中央对准 DUT 的霍尔元件中央。

要快速了解器件的触发条件，请选择一个适合图 2-10 所示开关结构的磁体，然后执行一些计算或仿真，以获取所需的距离。在计算过程中，利用 TI 的 Magnetic Sensing Proximity Tool。截止本文撰写之时，市面上最小的非定制磁体是 N42 钕磁体，其尺寸远远小于 1 英寸，小巧的尺寸非常适合目标开关。现在发现的最小磁体的大小为 1/8in × 1/8in × 1/16in (3.175mm × 3.175mm × 1.5875mm)。N42 是一种强磁体，几个霍尔效应开关在低 mT 范围内具有触发阈值。特别是，B_RP 最小阈值可能低至 0.5mT。这就立即引发了一个问题，翘板在安静状态下能否移至足够远的距离，以低于 B_RP 阈值。

因为磁体呈弧形移动，工具中使用适用于磁体移动的铰链选项。随后，根据经验推测在制造的机械开关的范围内哪些器件或许能够正常工作。因此，磁体和霍尔效应开关置于图 2-11 所示的位置。之所以使用此配置，是因为建模的器件可以通过 A 和 B 两个位置的参数化尺寸快速修改。借助 TI 的 Magnetic Sensing Proximity Tool，尺寸 A 相当于传感器 Z 偏移 + 器件高度（假设为 1.12mm），尺寸 B 相当于磁体 Z 偏移 乘以 –1（由于工具偏移是以 z 轴为基础而不是 x 轴）。两个尺寸都与铰链轴相关，铰链轴是翘板开关轴的中心。最终尺寸为 C，这相当于圆弧半径。在安静状态下，此尺寸受到所需开关宽度的限制。为了简化设计迭代，假定为 13.5mm。

要使用 TI 的 Magnetic Sensing Proximity Tool，仍须输入有效的电源电压值以及器件类型和器件。有效的电源电压是指在德州仪器 (TI) 霍尔效应位置感应产品组合中至少一个器件的建议工作范围内的任意电压。在此，5V 电压比较合理，但对于汽车级器件，也可使用高达 38V 的电压。对于器件类型，输入单极或全极开关；然而，不一定要监测全极开关的磁体极性，这样可简化制造流程。选择器件时，工具会提供根据每个特定器件的后缀选择封装的选项。由于使用了 SOT-23 表面贴装，应寻找以 DBZ 结尾的器件名。

DRV5033FAQDBZ 具有汽车标准产品，是理应评估的第一个器件。目标是寻找合适的器件和相应的参数，其中 B_OP 最大值和 B_RP 最小值在 a1 和 a2 的范围内，如图 2-12 的中间图形所示。确保 B_OP 最大值和 B_RP 最小值在界定范围内，由于器件的 B_OP 和 B_RP 阈值可能偏离典型值，在最坏的情况下甚至可以达到最大值或最小值，因此在设计时应考虑器件差异和温度漂移。如果磁场过强，输出图形与左图相似，系统大规模生产的一些器件可能无法触发高电平。而如果磁场过弱，工具电压输出图形与右图相似，一些系统量产器件可能一直无法触发低电平。

在处理传感器 Z 偏移和磁体 Z 偏移的几次迭代之后，根据图 2-13 所示的工具找到了合适的值。

图 2-13 DRV5033FA 初步分析

如图 2-13 所示，器件应在翘板达到 0° 之前触发低电平，进入一个工作状态，而在 45°（安静状态的边界）之前触发高电平。虽然这种方法很好，并且考虑了器件差异和温度漂移，但是仍然无法提供很多裕度，而这对于系统制造公差可能必不可少。由于存在系统制造公差，磁体可能在机械开关结构中偏移，霍尔效应开关可能在 PCB 上偏移，或者机械开关可能在 PCB 上偏移。考虑到这一点，需要增加设计裕度，因此应考虑具有不同灵敏度且 B_OP 和 B_RP 阈值更高的型号 DRV5033AJQDBZ。这样做的动机是，当考虑 B 场图形特性时，同时超过两个阈值所需的范围变化小得多。图 2-14 说明 B_OP 和 B_RP 的相等差异可以产生大不相同的机械范围，具体取决于阈值的高低。如果磁体可以移至霍尔效应开关附近，磁场就强得多，具有相对等效的 B_hys 规格的器件的空间迟滞范围就小得多。

在对传感器 Z 偏移变量进行处理后，裕度得到了小幅提高，如图 2-15 所示。这种小幅提高并不会令人感到意外，因为对于 DRV5033AJ，B_RP 最小值仅提高了 0.5mT，典型迟滞更大。

图 2-15 DRV5033AJ 初步分析

因此，对另一器件 DRV5032ZEDBZ 进行了评估，在 TI 霍尔效应传感器产品系列中，该器件目前的开关阈值最高，B_OP 最大值为 63mT，B_RP 最小值为 30mT。

图 2-16 DRV5032ZE 初步分析

图 2-16 说明 DRV5032ZE 确实前景广阔。然而，通过进行尽职调查，我们发现了一个问题。由于磁体尺寸小巧并且需要强磁场，因此必须保证制造公差较低。如果磁体 x、y 和 z 偏移公差均为 +1.25mm，那么可能在有些系统中开关一直无法触发低电平，如图 2-17 所示。因此，如果继续使用此器件，理想的做法是使用尺寸略大的磁体，要求长度和宽度相同，但厚度较厚。

图 2-17 DRV5032ZE_Adjusted_Analysis