閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理閉環(huán)霍爾電流傳感器是用霍爾器件作為核心敏感元件,用于隔離檢測(cè)電流的模塊化產(chǎn)品,其工作原理是霍爾磁平衡式的(或稱霍爾磁補(bǔ)償式,霍爾零磁通式),眾所周知,當(dāng)電流流過(guò)一根長(zhǎng)的直導(dǎo)線時(shí),在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線的電流的大小成正比,這一磁場(chǎng)可以通過(guò)軟磁材料來(lái)聚集,然后用霍爾器件進(jìn)行檢測(cè),由于磁場(chǎng)的變化與霍爾器件的輸出電壓信號(hào)有良好的線性關(guān)系。
霍爾電流傳感器對(duì)于霍爾輸出電壓VH的處理,人們?cè)O(shè)計(jì)了許多種電路,但總體來(lái)講可分為兩類:一類為開(kāi)環(huán)(或稱直測(cè)式,直檢式)霍爾電流傳感器,另一類為閉環(huán)(或稱零磁通式,磁平衡式)霍爾電流傳感器。
針對(duì)霍爾傳感器的電路形式,人們最容易想到的是將霍爾元件的輸出電壓用運(yùn)算放大器直接放大,得到所需要的信號(hào)電壓,由此電壓值來(lái)標(biāo)定原邊被測(cè)電流的大小,這種形式的霍爾傳感器通常稱為開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器。
開(kāi)環(huán)霍爾傳感器霍爾電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)是電路形式簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低,其缺點(diǎn)是精度和線性度較差,響應(yīng)時(shí)間較慢,溫度漂移較大,為克服開(kāi)環(huán)傳感器的缺點(diǎn),20世紀(jì)80年代末期,國(guó)外出現(xiàn)了閉環(huán)霍爾電流傳感器。
從閉環(huán)式霍爾電流傳感器工作原理可知,零磁通是建立在副邊補(bǔ)償繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以抵消原邊導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的前提下,那么,當(dāng)閉環(huán)式霍爾電流傳感器是不是任何情況下都可以維持這個(gè)零磁通呢。
顯然不是。
A,傳感器未供電的情霍爾電流傳感器況下,副邊補(bǔ)償繞組不產(chǎn)生電流,此時(shí),閉環(huán)式霍爾電流傳感器相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)環(huán)式霍爾電流傳感器,只要原邊電流夠大,就會(huì)發(fā)生磁飽和。
B,正常供電,原邊電流過(guò)大,這是因?yàn)槎窝a(bǔ)償繞組可以產(chǎn)生的電流畢竟是有限度的,當(dāng)原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)大于副邊補(bǔ)償繞組能夠產(chǎn)生的最大磁場(chǎng)時(shí),磁平衡被打破,磁芯中有磁場(chǎng)通過(guò),原邊電流繼續(xù)加大時(shí),磁芯中磁場(chǎng)也隨著增大,原邊電流足夠大時(shí),閉環(huán)式霍爾電流傳感器進(jìn)入磁飽和狀態(tài)。
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