霍爾電流傳感器工作原理
2011-1-11 來源：西安新敏電子科技有限公司
1、直放式(開環(huán))電流傳感器(CS系列)
當(dāng)原邊電流IP流過一根長導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生一磁場，這一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)氣隙中霍爾元件進(jìn)行測量并放大輸出，其輸出電壓VS精 確的反映原邊電流IP。一般的額定輸出標(biāo)定為4V。
2、磁平衡式(閉環(huán))電流傳感器(CSM系列)
磁平衡式電流傳感器也稱補(bǔ)償式傳感器，即原邊電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場通過一個(gè)次級(jí)線圈電流所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)償電流Is精 確的反映原邊電流Ip，從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。具體工作過程為：當(dāng)主回路有一電流通過時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場被磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上，所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場，該磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場正好相反，因而補(bǔ)償了原來的磁場，使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘所產(chǎn)生的磁場相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起到指示零磁通的作用，此時(shí)可以通過Is來測試Ip。當(dāng)Ip變化時(shí)，平衡受到破壞，霍爾器件有信號(hào)輸出，即重復(fù)上述過程重新達(dá)到平衡。被測電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。因此，從宏觀上看，次級(jí)的補(bǔ)償電流安匝數(shù)在任何時(shí)間都與初級(jí)被測電流的安匝數(shù)相等。
3、霍爾電壓(閉環(huán))傳感器(VSM系列)
霍爾電壓傳感器的工作原理與閉環(huán)式電流傳感器相似，也是以磁平衡方式工作的。原邊電壓VP通過限流電阻Ri產(chǎn)生電流，流過原邊線圈產(chǎn)生磁場，聚集在磁環(huán)內(nèi)，通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件輸出信號(hào)控制的補(bǔ)償電流IS流過副邊線圈產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)償電流IS精 確的反映原邊電壓VP。
4、交流電流傳感器(A-CS系列)
交流電流傳感器主要測量交流信號(hào)燈電流。是將霍爾感應(yīng)出的交流信號(hào)經(jīng)過AC-DC及其他轉(zhuǎn)換，變?yōu)?/span>0～4V、0～20mA(或4～20mA)的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)輸出供各種系統(tǒng)使用。