德州仪器：TWS耳机设计应用里使用DRV5032开关霍尔效应传感器

TWS(全称True Wireless Stereo）设计应用里使用DRV5032,因DRV5032开关霍尔效应传感器超低功耗，反应灵敏且体积小。在检测充电仓盖的开合，耳机是否在位时效果更佳。
 

霍尔传感器技术在TWS耳机里的应用

TWS蓝牙耳机充电仓中，放置了多块磁铁用以吸附耳机与仓盖，每一块磁铁的极性朝向都会影响到霍尔IC感应点的磁场感应强度。若选用全极型霍尔IC，充电仓内部磁场即使在仓盖打开后仍会保持一个较高的值，不能达到霍尔IC的释放点。

因此仓盖中应使用与原仓内磁场相反的磁极，并选用只对该极性动作的单极型霍尔IC，避开其他磁极的干扰。

开关型霍尔IC内部为逻辑控制电路，如下图所示在输入端放置滤波电容能够提供一个干净供电环境保证内部逻辑能够正常的工作，电容靠芯片越近，滤波效果越好，一般容量在0.1uF-10uF 。

工程师计算开关霍尔IC与磁极的有效总气隙时常常会遇到困难，德州仪器TI提供了一个在线计算工具Hall Effect Switch Magnetic Field Calculator，并给出了TI霍尔开关产品在不同规格磁铁下的感应距离，为工程师们的设计提供参考与便利。

 

 

霍尔效应是什么

霍尔效应是通电固体导体（或半导体）内部载流子在磁场受洛仑兹力形成偏移，继而产生感应电压差，最终洛仑兹力与电场力平衡的过程。

霍尔效应常用于磁场测量、电信号测量。

 

霍尔传感器技术

霍尔传感器按输出信号类型分为:线性霍尔传感器,开关霍尔传感器,锁存霍尔传感器三种。

线性霍尔传感器输出为模拟信号，输出电压与外部磁场的强弱通常成线性关系。数字霍尔霍尔传感器输出为01的电平;

其中根据感应磁极的特性不同数字霍尔传感器可以分为单极型，双极型以及锁存型三种。

单及双极型工作过程如图：

       

单极型数字霍尔IC输出特性       双极型数字霍尔IC输出特性

 

通过检测外部磁场的强弱控制输出导通或关断，类似开关的作用。当磁通量密度增大到一定值时，霍尔开关开始动作输出低电平，该点对应的磁通量密度称为工作点BOP，由于磁滞作用的影响，如果关掉中的和霍尔开关需要使磁通量密度低于某点，霍尔开关关断，此时磁通量密度的数值称为释放点BRP。
 

数字霍尔传感器的通常结构如下图所示由霍尔效应片、电压调节器、休眠唤醒控制电路、信号放大滤波电路、偏移补偿电路、施密特触发器，开漏极输出

 

          数字霍尔IC内部结构