各種形式的傳感是許多應(yīng)用的基礎(chǔ)。它總是涉及一種充當(dāng)傳感器的材料，將一種屬性轉(zhuǎn)換為另一種屬性。在電子產(chǎn)品中，傳感元件的物理特性會(huì)因傳感作用而發(fā)生變化，例如其電阻或電抗，從而可以測(cè)量電流或電壓的變化。

霍爾效應(yīng)

1879 年，Edwin Hall 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電流沿一個(gè)方向流動(dòng)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)引入時(shí)，可以在與電流路徑成直角的位置測(cè)量電壓。眾所周知，霍爾效應(yīng)是由帶電粒子（如電子）響應(yīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的。

應(yīng)用于傳感器的霍爾效應(yīng)表現(xiàn)為導(dǎo)體兩端必須存在恒定電流的可測(cè)量電壓差，或者表現(xiàn)為恒定電壓必須流過(guò)的導(dǎo)體兩端的可測(cè)量電流差（圖 1） . 電壓差與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比。這意味著霍爾效應(yīng)可以以兩種非常具體的方式使用，即使兩種情況下的潛在效果是相同的。

1. 就傳感器而言，霍爾效應(yīng)要么是必須存在恒定電流的導(dǎo)體兩端的可測(cè)量電壓差，要么是必須流過(guò)恒定電壓的導(dǎo)體兩端的可測(cè)量電流差。

相對(duì)于背景噪聲，由場(chǎng)變化引起的信號(hào)電平很?。ǚ秶鸀?µV）。因此，它需要非常復(fù)雜的信號(hào)路徑才能使用它。

該效應(yīng)實(shí)際上是洛倫茲力使用的延伸，它描述了由于電磁場(chǎng)變化而在點(diǎn)電荷上的電場(chǎng)力和磁力之間的相互作用。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在霍爾效應(yīng)的情況下，洛倫茲力描述了磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的影響，特別是當(dāng)它通過(guò)暴露在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體時(shí)它將被迫采取的方向。物理運(yùn)動(dòng)會(huì)在導(dǎo)體表面產(chǎn)生或多或少的電荷，從而產(chǎn)生稱為霍爾電壓的電位差。

霍爾效應(yīng)電流感應(yīng)

霍爾效應(yīng)取決于磁場(chǎng)這一事實(shí)意味著它可以用作非接觸式技術(shù)。因此，它是非侵入式的，與最常見的電流檢測(cè)方式不同，后者包括使用低值電阻器作為分流器并測(cè)量其上的電壓降。使用霍爾效應(yīng)進(jìn)行電流測(cè)量在大功率應(yīng)用中具有固有的魯棒性，因?yàn)樗灰蕾嚨仉娢蛔鳛閰⒖肌?/p>

對(duì)于傳統(tǒng)的霍爾效應(yīng)電流傳感器，這意味著將傳感器垂直于磁場(chǎng)放置，并使用一個(gè)集中器，通常是一個(gè)鐵磁芯，形狀為環(huán)形或方形，放置在承載待測(cè)電流的導(dǎo)體周圍。傳感器通常會(huì)保持在鐵磁芯兩端之間形成的小氣隙中。

2. 這是傳統(tǒng)霍爾效應(yīng)和霍爾 IMC 電流傳感器如何定位的比較。

對(duì)于 IMC-Hall 電流傳感器，傳感元件與電流平行放置。在這種情況下，不需要鐵磁芯；但是，可能需要屏蔽來(lái)抗串?dāng)_。這意味著只需將傳感器放置在母線或 PCB 軌道上，它就可以用來(lái)測(cè)量流過(guò)母線或 PCB 軌道的電流。

從根本上說(shuō)，由于霍爾效應(yīng)而檢測(cè)到的是電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，而不是電流本身。

霍爾效應(yīng)位置傳感

相同的原理可用于檢測(cè)磁場(chǎng)的存在、不存在或接近。有效地，可以檢測(cè)、放大和處理傳感器頂部磁鐵運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的霍爾電壓。這提供了使用霍爾效應(yīng)來(lái)檢測(cè)物體相對(duì)于傳感器的位置甚至方向的機(jī)會(huì)。

在簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序中，這可能相對(duì)粗糙，例如在筆記本電腦打開或關(guān)閉時(shí)?；蛘?，當(dāng)它用于檢測(cè)線性運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)時(shí)，它可能會(huì)更復(fù)雜，例如可移動(dòng)物體的位置變化。在這方面，使用霍爾效應(yīng)進(jìn)行位置傳感比用作電流傳感器更通用。

3. 使用霍爾效應(yīng)進(jìn)行位置傳感比用作電流傳感器用途廣泛得多。

集成磁集中器 (IMC)

大多數(shù)霍爾效應(yīng)傳感器的缺點(diǎn)之一與效應(yīng)的工作方式有關(guān)，即用于感測(cè)場(chǎng)的霍爾板僅限于一個(gè)軸。

為了解決這個(gè)缺點(diǎn)，邁來(lái)芯開發(fā)了集成磁集中器 (IMC)，它使霍爾效應(yīng)更加靈活。IMC 允許霍爾效應(yīng)傳感器在保持平面的同時(shí)檢測(cè)來(lái)自 X、Y 和 Z 軸的磁場(chǎng)。因此，應(yīng)用的好處是多方面的，包括傳感器方向的靈活性。

4. 集成磁集中器允許霍爾效應(yīng)傳感器在保持平面的同時(shí)檢測(cè)來(lái)自 X、Y 和 Z 軸的磁場(chǎng)。

汽車應(yīng)用中的霍爾效應(yīng)傳感

隨著 IMC 技術(shù)的加入，汽車行業(yè)的許多應(yīng)用都可以使用霍爾效應(yīng)。通過(guò)三個(gè)維度的操作，霍爾效應(yīng)傳感器可用于檢測(cè)踏板的位置、轉(zhuǎn)向柱的轉(zhuǎn)動(dòng)和制動(dòng)桿的狀態(tài)，以及電動(dòng)座椅的位置。

它還可以在引擎蓋下應(yīng)用，以監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)部件（如泵和電機(jī)），以及測(cè)量動(dòng)力總成電氣化部件（如逆變器、電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (BMS) 或車載電源）消耗的電流。車載充電器（OBC）。