1.1结构特点。
开口式霍尔电流传感器在传统闭口霍尔电流传感器的基础上进行研发,结构新颖,外形美观大方,整体由外壳,铁芯,采样线路板及固定树脂构成,外壳材料采用PC/ABS合金,具有耐高温,机械强度高,环保等特点,铁芯采用有取向冷扎硅钢片,具有性能稳定,机械强度高,导磁率极高等特点,线路板与外部接线采用绿色可插拔端子,现场接线方便,可靠。
1.2工作原理。
霍尔电流传感器是根据霍尔效应,电磁感应原理设计的一种传感器,按原理可分为开环方式(直放式)和闭环方式(磁平衡式),开口式霍尔电流传感器是在传统开环(直放式)霍尔传感器的基础上加以改进,与传统单铁芯,单霍尔芯片设计不同,为了设计为分体式结构,将铁芯分离对称安装,硬件采用双霍尔芯片并联互补差分输入。
当原边电流IP流过一根长导线时,在导线周围将产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,产生的磁场聚集在磁环内,通过磁环气隙中两个霍尔元件进行测量,两霍尔元件标志面相反置于同一磁场内,输出信号具有互补特征,输出电压通过差分放大输出,不但可抑制共模干扰,也可温度漂移的影响,输出电压VS精确的反映原边电流IP,一般的额定输出标定为DC±5V或DC4-20mA。
电信整流器和服务器电源单元(PSU)中的功率因数校正(PFC)电路和逆变电路都需要将高压侧的电流信号检测到位于低压侧的控制器,因此要用到隔离式电流传感器,隔离式电流检测有多种实现方式,例如电流互感器(CT),隔离放大器和霍尔效应电流传感器,其中,霍尔效应电流传感器因其简便易用,准确,体积小且具有直流检测能力,成为比较理想的选择。
电流互感器是基于变压器的原理对电流进行采样,使用CT可以检测MOSFET或者IGBT的开通电流,CT的快速响应速度使其非常适合于用做峰值电流控制和过流保护控制,但是基于变压器耦合原理的CT无法感测直流或非常低频的电流,从而导致其不能直接检测工频AC电流,或因为只检测开通电流的间接方法而损失测量精度(没有关断电流),另外,由于CT需要使用铁氧体磁芯,体积很难做小,而体积较大的CT又会增大电源开关环路,产生更高的电压尖峰和噪声干扰。
而霍尔效应电流传感器则是一种精度更高,体积更小的选择,它可以在直流条件下工作,而且能够以良好的线性度和精度测量包含了开通和关断的AC总电流,同时,霍尔效应电流传感器的体积可以做到SOIC-8的封装,同一颗集成IC一样大小,使PCB的布局更加容易,有助于实现更高的功率密度。 |