线性霍尔 IC：原理、优势及行业应用解析

在当今电子技术蓬勃发展的时代，线性霍尔 IC 作为一种至关重要的传感器，在众多领域展现出了其独特的应用价值。本文将全方位、深层次地为大家解读线性霍尔 IC，涵盖其原理、典型应用以及相关企业情况。

线性霍尔 IC 属于 rail to rail 的模拟输出传感器，和普通霍尔 IC 一样，它在白色家电和工业设备领域有着广泛的应用。由于其后端微控制器处理起来简便易行，并且与数字输出的霍尔 IC 相比，线性霍尔 IC 进行模拟输出，在位置检测精度方面更胜一筹。

线性霍尔 IC 原理

线性霍尔 IC 借助后段信号处理 IC，将内置霍尔元件的输出电压进行放大，从而在 0~Vcc 的范围内实现线性输出（如图 1 所示）。不同信号处理 IC 的放大率，造就了不同灵敏度的线性霍尔 IC 产品。

当不施加磁场时，线性霍尔 IC 的输出为 Vcc/2。而当施加 N 极或 S 极磁场时，其输出会在 0~Vcc 的范围内发生增减变化。不过，若施加的磁场超出了规格范围，输出就会出现饱和现象。所以，为了充分、有效地利用线性霍尔 IC 的输出范围，建议依据需要测量的磁场范围，精心挑选与之相匹配灵敏度的产品。和霍尔 IC 相同，线性霍尔 IC 的输出电压范围由电源决定，后端微控制器能够迅速接收其输出信号。

图 1 工作电路（参考图）

典型应用实例

1.能够进行液位检测的燃油表和液位计传感器

燃油表和液位计传感器是一种用于提示液体燃料或蓄水箱的余量是否达到预设值的传感器。因为是机械非接触式，电路能设置在储罐的外部，所以也适用于检测可燃性液体，常被用于检测储罐的上限（满）或下限（空）液位。液位计传感器的主要构成部件是磁铁、线性霍尔IC和浮子。

当储罐中有足够的液体时，如图2 (1)所示，由于被施加S极磁场，线性霍尔IC的输出接近0V。

随着液位的下降，施加在线性霍尔IC上的S极磁场减小，输出信号逐渐增大。如图2 (2)所示，当磁铁S极和N极的边界到达线性霍尔IC的正面时，S极外加磁场变为0，线性霍尔IC的输出变为中点电压（如：电源电压为5V时，中电电压为2.5V）。

随着水位进一步下降，N极磁场逐渐增强，线性霍尔IC的输出继续增大。当液体消失时，如图2 (3)所示，线性霍尔IC在N极强大磁场作用下，输出与电源电压相同的电压信号。

与开关式霍尔IC不同，线性霍尔IC为模拟输出，不仅可以检测液位的下限位置，也能检测出液位的具体高度。通过组合使用多个磁铁和传感器，还可以扩大检测范围。不过，需要综合考虑线性霍尔IC的标准磁场范围、磁铁尺寸以及磁铁与线性霍尔IC之间的距离。

图 2 液位计余量检测示例和线性霍尔 IC 示意图

输入控制摇杆：输入控制摇杆是一种模拟接口，常用于游戏手柄、无线装置的操控等。它主要由摇杆、铰链、圆形磁铁和线性霍尔 IC 构成。将霍尔 IC 放置在固定摇杆的铰链正下方，安装摇杆后，当摇杆处于行程中间位置时，圆形磁铁 S 极和 N 极的边界位于霍尔 IC 正上方。这种布置可在摇杆角度约为 ±30° 的范围内，实现线性输出。

图 3 输入控制摇杆示例和线性霍尔 IC 示意图

2.开环电流传感器

磁性电流传感器通过测量目标电流线周围产生的磁场（磁通密度）来检测电流大小。只需将“《全面认知·低温漂霍尔元件》”中的“开环型电流传感器”中的霍尔元件替换为线性霍尔IC，优点是使用线性霍尔IC后不再需要霍尔元件后端的放大电路。

图 4 使用线性霍尔 IC 的电流传感器原理图

相关企业介绍

深圳市钧敏科技有限公司是一家专注于技术开发、方案提供、元器件销售为主的高新技术企业。该公司成立于 2008 年，立足深圳，在华东苏州、广东佛山、湖南长沙、香港设有办事处。公司始终秉持 “开拓创新、务实高效” 的企业精神，以积极富足的心态，为客户提供具有竞争力的解决方案和服务，持续为客户创造最大价值。其产品丰富多样，涉及电机驱动 IC、霍尔 IC、存储 IC、MCU、MOS、IPM、温湿度传感器、VCM 音圈马达等。

线性霍尔 IC 凭借其独特的原理和广泛的应用场景，在电子领域占据着重要的地位。随着科技的不断进步，线性霍尔 IC 有望在更多领域得到拓展和应用，为电子技术的发展注入新的活力。