全球因为偷电和非技术性损失巨大，大大影响了供电部门和用户的利益。拆表是一种常见的非技术性损失，通过停表和减慢表等方式来少交电费。为了尽量杜绝这种现象的发生，防拆检测功能十分重要。
图1 表壳外观
传统的拆表检测可以用机械设计来完成。在表壳上做一个向下突起的部分，再在PCB对应的位置上放置一个按钮，使表壳突起的部分压住按钮，按钮的输出和MCU的input口链接。当有人打开了表壳，表壳和按钮分开，改变了MCU的输入，MCU报警。这种传统做法成本低，能耗小，但是使用上有很多限制。首先是可靠性的问题，因为按钮下压的不同高度可能会在运输安装途中误触发防拆检测。另外，如果按钮被卡住，防拆检测会直接失效。为了防止这种情况出现，需要使用高可靠性的开关和复位芯片，这会加大系统成本。
这里为大家介绍基于霍尔传感器的高可靠性，同时功耗低成本好的防拆检测方案。
1 使用霍尔开关的防拆检测方案霍尔开关的输出可以显示磁通量密度相对于门槛值的出现和消失，单极性霍尔开关和双极性开关的输出如图：
图2 单极性霍尔开关输出 图3 双极性霍尔开关输出
因为双极性霍尔开关可以对南磁极和北磁极都响应，适用面更广而更适合用在防拆的场合。
在表壳开口上放一个磁铁，当表壳打开，磁铁远离霍尔器件，可以检测到的磁通量密度消失，改变霍尔开关的输出，从而实现监测。这种方案功耗可以做到很低，比如DRV5032的平均电流为0.54uA。
参考设计TIDA-00839提供了一种适用于电表的防拆方案。使用了双极性的霍尔开关DRV5033来实现。该设计使用了两组DRV5033， 每组三个，来实现X/Y/Z三个方向的检测，两组霍尔分别放在易受磁攻击的电流互感器和电源变压器附近。
图4 TIDA-00839 电路图
2 使用线性霍尔传感器的防拆检测方案与霍尔开关和锁存器不同，线性霍尔传感器的输出并不是两个电平的切换，而是与磁通量密度成正比的值，可以实现更精确的测量。
想象一下，如果在拆开表壳时，在霍尔开关附近放置一个很大的外部磁铁，那么磁通量密度饱和，霍尔开关的输出不会改变，不能正确地反映出来被拆开的事实。而如果我们使用线性霍尔传感器，磁场的变化很可能改变输出的范围，从而被探测到，这样就提供了鲁棒性更强精确度更高的解决方案。
线性霍尔传感器的输出有不同的类型，比如：
1) DRV5055可以响应南北磁极，输出电压和磁通量密度成正比
2) DRV5056只响应南磁极，对于感应一个磁极的应用， 此响应可以最大限度提高输出动态范围。对于单位磁通量密度的变化输出范围翻倍，磁性灵敏度也会翻倍。
3) DRV5057输出的是频率为2kHZ，占空比随磁通量密度变化的时钟。当存在电压噪声或接地电势失配时，可保持信号完整性。该信号适合嘈杂环境中的远距离传输，始终存在的时钟使得系统控制器能够确认具备良好的互连。
图5 DRV5055 输出
图6 DRV5056 输出
图7 DRV5057 输出 3 使用3D线性霍尔传感器的防拆检测方案在第一部分“使用霍尔开关的防拆检测方案”提到过，为了在三维层面探测磁通量密度，TIDA-00839将三个单轴线性霍尔传感器分别组成一组来进行探测。
而使用单颗3D线性霍尔传感器，例如TMAG5170，可以实现更广阔的探测范围，使得磁铁的安放位置更有灵活度。
图8 3D线性霍尔传感器示意图
综上，本文介绍了三种基于霍尔传感器的高可靠性，同时功耗低成本好的防拆检测方案。霍尔开关的方案简单易行，功耗低。线性霍尔传感器的方案则解决了拆卸时外加磁场干扰的场景，提供了鲁棒性更强精确度更高的解决方案。最后简单介绍了使用3D线性霍尔传感器的防拆检测方案，可以实现更广阔的探测范围，使得磁铁的安放位置更有灵活度。
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