昆泰芯自研3D Hall传感器KTH4603在强磁入侵检测中的应用

电子系统一直面临强磁干扰的威胁，保护这些设备免受强磁干扰成为一个重要课题。非法者通过施加强磁意图篡改或干扰它们，窃取产品或服务。强磁场可以对电子设备产生严重的影响，包括但不限于：数据损坏、功能故障、安全隐患等。如智能电表，他们通常会使用磁铁干扰智能电表，试图使读数归零，或使用电量大幅减少。强磁场会使电表内部的磁场发生变化，影响准确度和可靠性，进而影响电表的正常运行，甚至引发安全事故。因此，实施有效的强磁入侵检测对保障这些设备的正常运行和数据安全至关重要。

一维和二维检测的局限性

传统的强磁入侵检测一般会用一维磁性开关传感器和二维磁性开关传感器，或用两个一维磁性开关传感器搭建为二维传感器，但是这些传感器在实际应用中存在诸多局限性。

一维磁性开关传感器只能检测单一方向上的磁场变化，这意味着它们在面对多方向磁场干扰时，往往无法提供全面的检测和防护。非法分子可以通过改变磁场方向来绕过检测，从而篡改设备数据或破坏设备功能。相比之下，二维磁性开关感器在某些方面有了一定的改进，能够检测平面内两个方向上的磁场。然而，二维传感器仍然存在检测盲区，特别是在三维空间中无法全面覆盖所有方向的磁场，这使得它们在面对复杂的磁场干扰时，仍然可能出现检测不到或检测不准确的情况。

磁阻传感器在强磁入侵检测中的缺陷和风险

磁阻传感器是一种常见的磁场检测器件，但它们在强磁场环境下存在明显的缺陷和风险。磁阻传感器在遇到强磁场时，容易出现饱和效应或不可逆损伤。这意味着当磁场强度超过传感器的检测范围时，传感器将无法准确测量磁场强度，甚至可能出现错误的输出。更为严重的是，强磁场可能导致磁阻传感器内部磁性元件的永久性损坏。这种损坏不仅影响传感器的功能，还可能导致整个电子设备的失效和安全隐患。因此，磁阻传感器在强磁场入侵检测中的应用存在较大风险，需要更加可靠的替代方案。

昆泰芯KTH4603 3D Hall传感器的优势

为了克服这些挑战，昆泰芯推出了KTH4603系列3D Hall传感器。KTH4603系列采用先进的SPIN 技术和数字滤波技术，时钟优化技术，具备卓越的性能特点，特别适合用于智能电表等设备的强磁入侵检测。

KTH4603采用三维霍尔效应技术，能够检测X、Y、Z三个方向上的磁场变化。无论磁场从哪个方向施加，KTH4603都能准确检测，并提供稳定的输出。这种全方位的检测能力显著提高了设备的安全性和可靠性，同时安装简单，不受方位，体积限制影响。此外，KTH4603具备极高的灵敏度，稳定的阈值，能够检测到较弱的磁场，同时又不会出现输出不稳定的状况，不会产生误报。其低功耗设计也非常适合电池供电的智能设备。例如，KTH4603AA在2.5V供电，采样频率2.5Hz，其平均功耗仅为4.5uA，这大大延长了设备的使用寿命。

典型应用分析

智能电表在全球范围内广泛应用，用于精确计量家庭和工业用户的电力消耗。然而，非法分子利用强磁场试图篡改电表读数，导致电力公司蒙受巨大经济损失。传统的电表在面对强磁场时，容易出现读数偏差或功能失效。非法分子使用强磁铁靠近电表，试图干扰其正常工作。KTH4603传感器能够在三个方向（X、Y、Z）上检测磁场变化，并且具有极高的灵敏度，能够在磁场强度大于40Gs时触发报警信号。当非法分子试图用磁铁干扰电表时，传感器能够立即检测到异常磁场并发出警报，从而防止篡改行为。通过集成KTH4603的强磁入侵检测功能电表能正常工作，并提供准确的数据。这不仅保护了电力公司的利益，也提高了用户的用电安全和设备的可靠性。

智能门锁和视频门铃在现代家庭中逐渐普及，为家庭安全提供了重要保障。然而，强磁干扰可能导致这些设备失灵，甚至被非法分子利用进行破坏或入侵。传统的智能门锁和视频门铃在面对强磁场时，可能会失去功能，导致门锁无法正常开启或关闭，视频门铃无法正常工作。KTH4603能够检测到任何方向上的强磁入侵，无死角，无漏洞。这意味着，无论非法分子从哪个方向施加磁场，传感器都能及时检测并发出警报，防止设备被篡改或破坏。通过使用KTH4603，智能门锁和视频门铃在面对强磁场强磁入侵时能及时报警或关断，确保家庭安全。同时，传感器的低功耗特性也延长了设备的电池寿命，减少了用户的维护成本。

在工业控制和监测方面，许多关键设备和系统依赖精确的状态和位置监测。然而，强磁场可能干扰这些设备的正常运行，导致生产中断和安全隐患。KTH4603可以实时进行强磁入侵检测，确保设备的处于确定的运行状态。

关于昆泰芯微电子

昆泰芯微电子科技有限公司是一家专注于传感器芯片研发、生产及销售的高新技术企业。2016年成立至今,以“智能感知世界,传递美好生活”为使命,聚集了大批行业精英,积累了扎实的技术储备,核心团队毕业于清华大学、北京大学、荷兰代尔夫特及瑞士洛桑理工等海内外知名大学,拥有恩智浦、美满电子、IBM、高通等半导体名企工作履历。

主要提供高性能低功耗传感器芯片产品，以磁性传感器芯片为龙头，包括磁性传感器芯片、高性能传感信号调理芯片、温度传感器芯片以及光学传感器芯片等,其中3D HALL编码器芯片、TMR近零功耗磁性开关、超高速磁性电流传感器ASIC以及高精度磁性编码器等芯片。

审核编辑 黄宇