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重要工具。
霍尔电流传感器具有精度高、线性好、频带宽窄、响应快、过载能力强以及不损失被测电路能量等多项优点,因此在变频调速装置、逆变装置、UPS电源、三菱机床、大型机床设备监控系统及需要隔离检测大电流或大压力的各个领域得到广泛应用。在保证产品安全可靠运行方面,对大電流量进行精确的检测和控制至关重要。
霍尔传感器性能特点
霍尔电流传感器是由互感器和分流器所集成所有优点,同时克服了它们不足之处(互感仅适用于50Hz工频测量;分流无法进行隔离测量)。它能够同时测量交流与直流,以及瞬态峰值参数。这种设计使得霍尔传感器成为替代互感与分流的理想选择。
霍尔传感技术工作原理
霍尔效应是基于磁场对半导体材料产生偏置而导致当前变化的一种现象。因此,霍尔转换通常使用一种名为“直放式”或“磁平衡式”的设计,其中一个类型称为开环式,而另一个则称为闭环式。
3.1 直放式(开环)工作方式
当通过长导线时,会产生磁场,这种磁场大小正比于通过该导线的电子流量。当这个信号通过聚合核心并影响到Hole接收者时,它会产生输出信号。这一信号经由放大后直接提供给用户,一般标定4V输出。
3.2 磁平衡(闭环)工作方式
此方法也称补偿型转换,即主回路被测试中的电子流量Ip,在聚合核心处形成的磁场经过次级绕组形成相反方向的磁场,以此保持Hole接收者的输入保持零状态。
具体操作如下:当主回路有电子流量通过时,在这根导线上生成的一个磁场被聚合核心集中并影响到Hole接收者,从而产生信号以驱动相应功率管以便打开,从而获得补偿性的电子流量Is。
这一过程中,当I_p与匝数相乘生成的一种强大的反向方向重建出伊斯,并继续增加,使得Hole接收者的输出逐渐减少。一旦达到均衡状态,即没有任何进一步改变,则可以利用Is来恢复平衡。
如果原始I_p发生改变,这将打破这个平衡状态。一旦失去平衡,那么Hole 接受就会有信号发出经由力量增强后就立即有一些相关数据通过次级绕组以便修复失去平衡后的该问题空间内情况。
从失去到再次恢复平均时间理论上小于1微秒这是一个快速动态调整过程
霍尔转换连接方式
只需外部供给正负直 流 电源,被测试中的电子流量母线一般穿过或者连接在原边端子,然后在副边端子再做一些简单配置即可完成主控制网络间隔探查功能。如果配备数字化转换后,可以方便地与计算机或各种仪表对接,并且可以进行远程数据发送处理。
5 应用实例 - 逆变焊锡应用案例:
6 使用注意事项:
在使用之前,请先关闭副边端口,再关闭原边端口;
测量期间,最好使用单根铜丝充满模块孔径,以获得最佳动态特性和灵敏度。