ZHCABV5 October 2021 DRV5032 , TMAG5170 , TMAG5231 , TMAG5273
3 霍尔效应传感器概述
与簧片开关不同，霍尔效应传感器是也可用于检测磁场的 IC 器件。德州仪器 (TI) 提供的一些霍尔效应传感器（例如 TMAG5273 和 TMAG5170）甚至可以提供具有线性输出的 3D 空间磁感应。其他霍尔效应传感器会在于特定轴上检测到磁场时提供二进制输出，就像簧片开关一样。如果我们使用 VCC 具有 1.8V 电源电压且每秒采集 5 个样本的 DRV5032，则平均电流消耗仅为 540nA，这为替代簧片开关提供了很好的低功耗选项。
霍尔效应传感器在存在磁场 (B) 的情况下检测承载电流 (I) 的导体上产生的电压差 (V)，如图 3-1 所示。
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通过将该电物理特性集成到 IC 中，可以像使用簧片开关一样检测磁场。查看下面的 DRV5032 原理图，我们会了解一个利用微控制器来检测器件二进制输出的应用示例。可通过产品的可用磁性阈值灵敏度变化来调整检测距离。对于本文中包含的测试，我们使用采用 TO-92 封装的全极 FB 版本器件。有关该器件的更多具体信息，请参阅 TI.com 上的 DRV5032 产品页面。DRV5032 等霍尔效应开关适用于需要简单的断开 或闭合 状态的应用。该器件的功耗也非常低，在每秒 5 个采样周期的情况下功耗为纳安级。这在设计工程师必须尽可能降低额外功耗的电池供电应用中尤其有用。图 3-2 显示了 DRV5032 的一个示例应用。
图 3-2 DRV5032 应用示例对于更详细的检测场景，另一个很好的选择是线性 3D 霍尔效应传感器，例如 TMAG5170（在本文档中通篇用于测试）和 TMAG5273。这些器件更适合需要或首选 3 轴检测的更高级的检测方案。利用 3 轴器件，通过使用正常使用 的磁输出作为活动的参考点，可以在全部三个平面上进行篡改检测。如果器件的线性输出（假设处于正常空闲状态）显示在任何时候都发生变化，则可以向器件所有者发送警报，告知他们传感器已在该特定门窗上检测到异常情况。图 3-3 显示了 TMAG5170 与配套主机 MCU 的示例应用。
图 3-3 应用方框图线性 3D 霍尔效应传感器对于需要安装变化（例如图 3-4 所示的安装位置）的传感器而言也是很好的选择。此处的门框相对于门本身向外凸出，从而在 X 轴和 Y 轴上都产生了一个增量距离。虽然簧片开关在此处仍然可以工作，但由于磁体的距离和方向，放置限制更为严格。3 轴 TMAG 器件能够检测到磁体的特殊位置，从而确定相对于门框增加的偏移。
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