1.1結(jié)構(gòu)特點。
開口式霍爾電流傳感器在傳統(tǒng)閉口霍爾電流傳感器的基礎(chǔ)上進行研發(fā),結(jié)構(gòu)新穎,外形美觀大方,整體由外殼,鐵芯,采樣線路板及固定樹脂構(gòu)成,外殼材料采用PC/ABS合金,具有耐高溫,機械強度高,環(huán)保等特點,鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片,具有性能穩(wěn)定,機械強度高,導(dǎo)磁率極高等特點,線路板與外部接線采用綠色可插拔端子,現(xiàn)場接線方便,可靠。
1.2工作原理。
霍爾電流傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng),電磁感應(yīng)原理設(shè)計的一種傳感器,按原理可分為開環(huán)方式(直放式)和閉環(huán)方式(磁平衡式),開口式霍爾電流傳感器是在傳統(tǒng)開環(huán)(直放式)霍爾傳感器的基礎(chǔ)上加以改進,與傳統(tǒng)單鐵芯,單霍爾芯片設(shè)計不同,為了設(shè)計為分體式結(jié)構(gòu),將鐵芯分離對稱安裝,硬件采用雙霍爾芯片并聯(lián)互補差分輸入。
當(dāng)原邊電流IP流過一根長導(dǎo)線時,在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生磁場,磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比,產(chǎn)生的磁場聚集在磁環(huán)內(nèi),通過磁環(huán)氣隙中兩個霍爾元件進行測量,兩霍爾元件標(biāo)志面相反置于同一磁場內(nèi),輸出信號具有互補特征,輸出電壓通過差分放大輸出,不但可抑制共模干擾,也可溫度漂移的影響,輸出電壓VS精確的反映原邊電流IP,一般的額定輸出標(biāo)定為DC±5V或DC4-20mA。
電信整流器和服務(wù)器電源單元(PSU)中的功率因數(shù)校正(PFC)電路和逆變電路都需要將高壓側(cè)的電流信號檢測到位于低壓側(cè)的控制器,因此要用到隔離式電流傳感器,隔離式電流檢測有多種實現(xiàn)方式,例如電流互感器(CT),隔離放大器和霍爾效應(yīng)電流傳感器,其中,霍爾效應(yīng)電流傳感器因其簡便易用,準(zhǔn)確,體積小且具有直流檢測能力,成為比較理想的選擇。
電流互感器是基于變壓器的原理對電流進行采樣,使用CT可以檢測MOSFET或者IGBT的開通電流,CT的快速響應(yīng)速度使其非常適合于用做峰值電流控制和過流保護控制,但是基于變壓器耦合原理的CT無法感測直流或非常低頻的電流,從而導(dǎo)致其不能直接檢測工頻AC電流,或因為只檢測開通電流的間接方法而損失測量精度(沒有關(guān)斷電流),另外,由于CT需要使用鐵氧體磁芯,體積很難做小,而體積較大的CT又會增大電源開關(guān)環(huán)路,產(chǎn)生更高的電壓尖峰和噪聲干擾。
而霍爾效應(yīng)電流傳感器則是一種精度更高,體積更小的選擇,它可以在直流條件下工作,而且能夠以良好的線性度和精度測量包含了開通和關(guān)斷的AC總電流,同時,霍爾效應(yīng)電流傳感器的體積可以做到SOIC-8的封裝,同一顆集成IC一樣大小,使PCB的布局更加容易,有助于實現(xiàn)更高的功率密度。 |