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。
引言:
近年来,新一代功率半导体器件在多个领域得到快速发展,其中包括了电力电子、交流变频调速、逆变装置及开关电源等。这些设备对大规模、大功率、高效能的控制系统提出了更高要求。在这种背景下,原有的低频互感器已经不再适应现代工业控制系统所需的高速度、高精度和隔离性要求。因此,霍尔电流传感器凭借其独特优势,被广泛应用于各种需要精确检测大额直/交换动态变化的场合。
霍尔传感器性能特点:
精度高:通常情况下,霍尔传感器在工作区域内具有超过1%的精度,这对于任何波形都非常适宜。
线性好:线性度优于0.5%,能够提供更加准确的人工智能数据分析。
动态性能好:动态响应时间小于7微秒,以50A/微秒为标准,可以实现高速跟踪速度。
频带宽宽:可以在0-20kHz范围内稳定工作,不受限于特定的工频或特殊信号形式。
过载能力强:测量范围从0到±10000安培,可靠性高,有着长达5万小时无故障运行期限。
霍尔传感器工作原理:
根据物理学中的霍尔效应,即磁场作用下的金属片产生两个相位之间差异,从而导致不同的静止势差,这种现象被用于制造出可以分辨不同方向磁场大小的小型化芯片,即“HALL”探测头。
直放式(开环)与磁平衡式(闭环)两种工作方式:
直放式(开环):通过主回路产生的一种磁场直接作用在HALL探测头上,并由它产生输出信号,这是一种简单且成本较低的设计方式,但不具备自动校正功能,因此可能会受到外部干扰影响。
磁平衡式(闭环):通过一个次级线圈生成反向磁场,使得HALL探测头始终处于零磁通状态。这使得该类型传感器具有很好的抗干扰能力并且能够提供更为精确和稳定的读数。
连接方式与使用注意事项:
连接方法简便,只需外接正负直流供货后,被测母线穿过或连接至原边端子,再进行一些基本连接即可完成主控制隔离检测。
与计算机或仪表配合使用时,可以通过A/D转换进行数据处理并实现远程监控功能。
应用领域:
由于其卓越之处,在逆变焊机中尤为关键,它能实时监控焊接过程中的当前值,并保护设备免受短路损害。此外,它也被广泛用于其他需要隔离直/交换动态变化的大型设备,如UPS系统、交流变频调速装置以及各种数控机床等。此技术极大的提升了生产效率,同时减少了人工操作错误可能性,为用户带来了更多经济利益。