霍尔电流传感器的工作原理及应用解析图_霍尔电流传感器的工作原理及应用解析

1.介绍

随着经济改革的深入，节能降耗已经成为降低生产成本和提高产品质量的重要手段之一，而变频调速技术符合工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。目前，该技术已应用于电力、冶金、化工、造纸、食品、纺织等多个行业，成为现代电力传输技术的一个主要发展方向。用变频器控制电机实现调速，可节约电能10%以上。

由于霍尔电流传感器的优良特性，越来越多的逆变器制造商选择霍尔电流传感器作为功率监测元件。

2.工作原理

霍尔电流传感器是一种基于霍尔效应的磁场传感器。它有两种工作模式，即开环(直接放大器)和闭环(磁平衡)。直接放置的霍尔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差，响应时间慢，温漂大。为了克服其缺点，出现了闭环霍尔电流传感器。

闭环霍尔电流传感器又称零磁通霍尔电流传感器，如图1所示，由初级电路、磁聚焦环、霍尔元件次级线圈、放大器等组成。当初级电流IP产生的磁通量通过优质磁芯集中在磁路中时，霍尔元件固定在气隙中检测磁通量，通过缠绕在磁芯上的多匝线圈输出反向补偿电流，抵消初级电流IP产生的磁通量，使磁路中的磁通量始终保持为零。经过特殊的电路处理，传感器的输出端可以输出准确反映一次电流的电流变化。

图1

3.产品介绍

3.1产品选择

闭环霍尔电流传感器具有响应时间短、工作频率高、过载能力强、隔离度高等优点。一般来说，霍尔电流传感器是根据输入信号、形状和内孔尺寸来选择的。在传感器行业，江苏安科瑞霍尔电流传感器严格遵循JB/T 7490-2007 《霍尔电流互感器行业标准》规定的要求，不同于同行使用的插针接线，全部采用绿色可插拔端子，现场接线方便可靠。常见品牌产品见表1。

3.2产品外观

型号：AHBC-LTA

3.3技术指标

响应时间：1us

带宽：100kHz

失调电流：0.1mA

工作温度：-25 ~ 70

储存温度：-40 ~ 80

输出负载：取决于不同的辅助电源、输入信号和输出信号。

输入过载能力：当最大输入范围为2倍时，可恢复正常运行。

耐受电压：3.5kV/50Hz/1min。

4.应用

4.1传感器应用于变频调速电路。

图2变频调速回路Y为霍尔电流传感器。

图2中的(1)用于检测母线的DC电流。当主电路出现异常脉冲或有效值超标时，快速切断逆变器触发电路的触发脉冲，保护逆变器和整流模块；

图2中的用于检测两条腿之间的电流差。由于换相失败，一相上下桥臂中的IBGT模块容易因过流而损坏。此时，短路电流保护需要在短路检测后10us内切断栅极驱动电路。这种逆变器必须采用快速过流保护装置，各桥臂中的电流可以通过霍尔电流传感器检测。如果由于换相失败导致上下桥臂同时导电，那么对应的两个传感器同时检测到电流信号，与参考电压比较后转换成方波，通过门控阻断所有逆变器触发脉冲，切断短路通路，保护昂贵的IBGT模块；

图2中的(3)用于检测输出电流的波形，接在逆变器的输出回路上，检测随频率变化的交流电流，可以更好地控制触发脉冲，也可以提供用电设备的过载信号。

4.2使用注意事项

1、为了获得更好的动态特性和灵敏度，我们必须注意

2、在使用中，当传感器一次线圈流过大DC电流，二次回路未接电源|调压器或二次侧开路时，其磁路被磁化，产生剩磁，影响测量精度(因此使用前应连接电源和测量端子M)。出现这种情况时，应先进行退磁处理。方法是二次回路不加电源，而是在原边线圈中通入相同水平的交流电流并逐渐降低其数值；

3、在大多数场合，霍尔传感器具有很强的抗外界磁场干扰的能力。一般情况下，在距离模块5-10cm之间，由两倍于工作电流Ip的电流产生的磁场干扰可以忽略不计，但当出现更强的磁场干扰时，就要采取相应的措施加以解决。常用的方法有：

调整模块的方向，使外部磁场对模块的影响最小化；

(2)用金属屏蔽罩盖住模块，防止磁场；

选择双霍尔元件或多霍尔元件的模块；

在额定值下获得最佳测量精度。当被测电流远低于额定值时，为获得最佳精度，一次侧可采用多匝，即IpNp=额定安匝数。此外，初级进料器的温度不应超过80。

5.结束语

霍尔电流传感器因其诸多优点，通过对大电流的精确检测和控制，确保逆变器产品的安全可靠运行，使逆变器在正常输出的同时，及时处理异常情况。提高了逆变器的可靠性，提高了逆变器的安全质量。因此，霍尔电流传感器在逆变器中的优势越来越明显，已经成为逆变器行业不可或缺的一部分。责任编辑；基线

标签：电流传感器霍尔

霍尔