零磁通霍尔电流传感器的磁芯理论上可以采用与互感器相同的铁芯,但是,更多时候采用磁导率更高,工作频带更宽,不易饱和的其它材料(如非晶),而零磁通电流互感器的铁芯通常与普通互感器的铁芯相同。
零磁通霍尔电流传感器的磁芯为开口结构,开口处安装霍尔元件,而零磁通电流互感器的所有铁芯均为闭环铁芯,这一区别决定了零磁通霍尔电流传感器测量精度较容易受外部磁场的影响,而零磁通电流互感器测量精度受外磁场的影响甚微,零磁通霍尔电流传感器只有一个磁芯,霍尔电流传感器而零磁通电流互感器具有两个铁芯。
零磁通霍尔电流传感器通过霍尔元件检测零磁通,而零磁通电流互感器通过辅助绕组检测零磁通。
零磁通霍尔电流传感器的二次电流由控制电路产生,产生的二次电流磁通与一次电流磁通抵消达到零磁通。
建立磁平衡及零磁通的目的不同,零磁通霍尔电流传感器建立零磁通状态的目的是减小铁芯非线性及带宽较窄的影响,而零磁通电流互感器建立零磁通状态的目的是减小励磁电流对测量精度(互感器比差和角差)的影响。
很多高频整流电霍尔电流传感器源用户抱怨说电流传感器寿命短,用一段时间后就没有输出了,传感器的壳体温度很高,有时传感器的密封胶都会融化流出来,这种现象是怎样发生的呢。
原因是这样的:开环霍尔传感器结构简单,包括一个磁芯(一个或多个气隙),和一块电路板,电路板上有感应器件及处理电路,通过灌封后,端子输出有效信号,电路板上没有发热器件,不会导致高温,只有磁芯才是发热体。
方法1:增加磁芯的层数,磁芯通常采用带材卷绕而成,带材越薄越好,方法2:磁芯采用高电阻率的导霍尔电流传感器磁材料,方法3:使用零磁通霍尔传感器(闭环霍尔电流传感器),使磁芯处于零磁通状态,三种方法均可,第1种方法不能从根本上解决发热现象,只能减慢温升的速度,实际效果不理想,方法2能更彻底的解决问题,减少涡流,降低涡流损耗,方法3会极大的提高成本,闭环霍尔的价格是开环霍尔的好几倍,而且功耗很大。
根据“10度法则”,半导体器件每升高10度,器件使用寿命降低1倍,涡流的存在导致磁芯的发热,最终体现在器件的使用寿命急剧缩短,传感器提前报废。
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