闭环霍尔电流传感器的工作原理闭环霍尔电流传感器是用霍尔器件作为核心敏感元件,用于隔离检测电流的模块化产品,其工作原理是霍尔磁平衡式的(或称霍尔磁补偿式,霍尔零磁通式),众所周知,当电流流过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流的大小成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线性关系。
霍尔电流传感器对于霍尔输出电压VH的处理,人们设计了许多种电路,但总体来讲可分为两类:一类为开环(或称直测式,直检式)霍尔电流传感器,另一类为闭环(或称零磁通式,磁平衡式)霍尔电流传感器。
针对霍尔传感器的电路形式,人们最容易想到的是将霍尔元件的输出电压用运算放大器直接放大,得到所需要的信号电压,由此电压值来标定原边被测电流的大小,这种形式的霍尔传感器通常称为开环霍尔电流传感器。
开环霍尔传感器霍尔电流传感器的优点是电路形式简单,成本相对较低,其缺点是精度和线性度较差,响应时间较慢,温度漂移较大,为克服开环传感器的缺点,20世纪80年代末期,国外出现了闭环霍尔电流传感器。
从闭环式霍尔电流传感器工作原理可知,零磁通是建立在副边补偿绕组产生的磁场可以抵消原边导体产生的磁场的前提下,那么,当闭环式霍尔电流传感器是不是任何情况下都可以维持这个零磁通呢。
显然不是。
A,传感器未供电的情霍尔电流传感器况下,副边补偿绕组不产生电流,此时,闭环式霍尔电流传感器相当于一个开环式霍尔电流传感器,只要原边电流够大,就会发生磁饱和。
B,正常供电,原边电流过大,这是因为二次补偿绕组可以产生的电流毕竟是有限度的,当原边电流产生的磁场大于副边补偿绕组能够产生的最大磁场时,磁平衡被打破,磁芯中有磁场通过,原边电流继续加大时,磁芯中磁场也随着增大,原边电流足够大时,闭环式霍尔电流传感器进入磁饱和状态。
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