霍尔电流传感器是依靠电磁特性检测电流的一种传感器,它通过测量霍尔电势可以间接测量出载流导体电流的大小,使电流的非接触测量成为可能。
霍尔电流传感器主要包括开环式和闭环式两种,其中闭环式霍尔电流传感器又称为零磁通式霍尔电流传感器,零磁通式霍尔电流传感器由磁芯,霍尔元件,补偿绕组,误差放大电路等构成,具有响应时间短,工作频率高,过载能力强,高隔离度等优点,适合霍尔电流传感器测量各种频率及各种波形的复杂电量,被广泛应用于变频调速装置,逆变装置,UPS电源,光伏发电,通讯机房,数控机床,微机监测系统,电网监控系统和需要隔离检测电流的各个领域中。
为了精确检测输入电流的变化,也为了输出与输入电流能成线性变化的直流信号,零磁通式霍尔电流互感器通常需要一个辅助电源作为工作电源。
以新能源汽车高压母线电流检测为例,在汽车总电流测试时因霍尔电流传感器为直流电流过大,需使用非接触测量的方法测量出电流大小,零磁通霍尔电流传感器是常见选择,且此零磁通式霍尔电流传感器必须要±15V的供电直流电源才能工作。
整个电流闭环传感器系统分为6个部分:1)霍尔器件供电电路,由恒压源给霍尔元件提供工作电流,2)感应电路,一次侧电流发生变化时,磁场平衡被打破,元件感应到磁场不平衡从而产生霍尔电压Vh,3)放大电路和积分调节电路,对霍尔元件产生的微弱霍尔电压信号进行放大调节,4)PWM波产生电路,放大后的霍尔信号与载波通过比较器比较,后产生三电平的PWM信号,5)功率放大电路,PWM波驱动金属氧化物半导体场效开通,形成一定占空比的电压信号,加在补偿线圈两端从而形成反馈电流,6)反馈电路,依据磁平衡原理,利用二次侧补偿线圈产生的磁场对一次侧磁场进行补偿,使气隙处始终处于零磁通状态,霍尔电流传感器。 |