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。这些先进的技术要求对大電流进行精确的检测和控制,这对于产品安全可靠运行至关重要。在这个过程中,霍尔電流傳感器由于其独特的優點,如精度高、线性好、频带宽窄、高响应速度以及不损失被测信号能量等,因此得到了广泛应用。
霍尔传感器性能特点:
精确测量任意波形:霍尔電流傳感器能够准确地测量直流、中频或高频波形中的当前变化。
高精度与线性度:它具有工作区域内超过99%的精度,并且在整个工作范围内保持0.5%以下的线性度。
动态性能卓越:动态响应时间小于7微秒,对于跟踪高速变化的小幅脉冲而言,它表现出超乎寻常的一致性和速度。
频带宽适宜:可以在0到20kHz之间稳定工作,不会出现任何过滤效应,从而保证了数据完整无误。
过载能力强:它能够承受极大的过载,而不会受到损害,也不会影响到系统整体性能。
霍尔传感器工作原理:
霍爾電流量測技術基于荷蘭物理學家維克托·法伊德·荷爾(Victor Fessenden Brown)於1879年發表的一項研究成果,即當磁場穿過一個導體時會產生一個與導體之間角度成正比且大小隨著磁場強度增加而增加,並且方向與磁場方向相同或相反。這個現象後來被命名為“荷耳效應”。通過利用這種效應,可以設計出類型不同的傳感模組以進行不同範圍內的大電壓或大電流量測。
直放式和磁平衡式ホール伝送:
直放式ホール伝送: 它通过一个聚焦环将主回路产生的磁场集中并通过次级线圈转换为一个可读取信号输出。这是一种简单易行但灵敏度较低的情况下使用最为普遍的情景,因为它不需要额外设备就能实现基本功能,但当需要更高灵敏度时,则可能需要进一步调整设计以达到最佳效果。
磁平衡式ホール伝送: 这是另一种方法,它涉及到两个主要部分,一是产生所需补偿字段的是一次绕组;二是由一个小型化附件形成的是另一类型补偿字段。当这两者相互作用时,可以提供很好的隔离,并允许用户独立操作设备,同时仍然能够获得准确无误的地面信息。此类设计通常用于那些需要非常高度隔离并具备一定复杂性的系统中,比如机床或者自动化生产环境中。
连接方式:
连接HALL传输模块至主控制单元后,只需接入正负DC供给,被测通道则从模块内部穿过,以便与主回路连结,此外还需安装辅助线圈以实现必要功能。此外,如果要与数字显示单元配合使用,还需安装A/D转换子,以便将模块输出信号转换成数值形式,然后再发送至远程监控终端上进行分析处理。