导语:近年来,新一代功率半导体器件迅猛发展,广泛应用于电力电子、交流变频调速、逆变装置及开关电源等领域。原有的电流检测元件已无法满足中高频、高di/dt电流波形的传递和检测需求。霍尔电流传感器作为新一代工业用传感器,其优越性能使其成为测量控制电流的首选。
霍尔电流传感器的性能特点
霍尔电流传感器具有卓越的性能,它是种先进的隔离主回路与电子控制回路的大容量磁场检测元件。它综合了互感器和分流器优势,同时克服了它们不足之处。霍尔设备能够同时检测交流和直流,并且对瞬态峰值参数进行精确测量,因此成为了互感器和分流器替代品。
可测量任意波形:可以准确地捕捉任何波形,如直流、交流或脉冲信号。
精度高:在工作范围内精度可达1%,适用于各种波形,而普通互感器仅限于50Hz正弦波,精度为3%到5%。
线性度优良:线性度超过0.5%。
动态性能出色:响应时间小于7微秒,跟踪速度高达50安培/微秒,为现代控制系统提供了关键基础。
频带宽广阔:在0至20千赫兹范围内表现出色。
过载能力强、大尺寸选择性大(0至±10000安培);可靠性高,可无故障运行超過五万小时;体积小、重量轻,便于安装,不会影响系统效能。
霍尔传感器工作原理
霍尔电流量程利用霍尔效应原理设计而成,可以通过两种方式工作,即磁平衡式或直式。
3.1 直放式(开环模式)
当当前通过长导线时,将产生一个磁场,该磁场大小与通过导线的当前成正比。这一磁场可以通过聚集到HALL芯片上并生成信号输出,这个信号经过放大后直接输出,一般设定为4伏特。
3.2 磁平衡式(闭环模式)
该类型称作补偿式传感器,在主回路被测当前Ip产生的一次方向磁场由次级线圈Ic所产生相反方向的磁场进行补偿,以保持HALL芯片处于零通道状态。当主回路有变化时,使得Ic发生变化以恢复平衡,从而获得被测总通道数额改变后的新的补偿值Ic'。这个过程动态平衡时间理论上不到1微秒,是一种非常快捷有效的技术手段。
连接方式
只需外接正负直 流供给,被测端口通常穿过或接入原边端子,然后再副边端子简单连接即可完成隔离检测。在配合变送机使用后经数字转换,可方便地与计算机或多种仪表连接,并实现长距离数据发送。
应用领域
在逆变焊机中,HOlL制品同样展现其隔离作用,在直接输出设备中,可以利用HOlL制品获取与主回路完全隔离的一致计数信号,以及短路保护功能以及显示控制功能。此外,还用于双向反馈稳压调节等多项应用服务。在需要精确监控大量大功率设备的情况下,如UPS系统、中控车间自动化管理系统等环境下,都可以充分发挥HOlL制品独有的优势,对提高产品安全性和生产效率起到了重要作用。