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關於電流檢測的霍爾傳感器選型和應用

時間:2020-10-15 點擊次數:83

周穎

富二代抖音视频電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要:電流檢測在各個領域的應用越來越廣泛,傳統的霍爾傳感器的靈敏度比較低,受外界影響較大,由此應用新型霍爾傳感器來彌補其功能缺陷,介紹了萊姆HO係列霍爾傳感器的多項功能,以HO-15-NP霍爾傳感器為例,著重介紹了霍爾傳感器在電流檢測及其線性度方麵的介紹。

 

關鍵詞:霍爾傳感器;電流檢測;線性度;分析

 

0引言

       電流檢測在機械的控製、保護、檢測、動力管理等方麵有著重要的應用。例如:電機驅動控製、變頻控製、電池荷電狀態監測等。但在電流測量中存在2個困難:1)測量儀表不方便直接串入電路中;2)電流檢測電路與被測電路不能直接耦合,否則,會影響被測電路的直流工作點。霍爾傳感器由於具有體積小、功耗低、噪聲小、隔離效果好等優點,在電流監測方麵受到廣泛的青睞。特別是霍爾傳感器配合磁環的設計一直被廣泛地使用。但由於傳統的霍爾傳感器的靈敏度比較低,對於處理電路要求高,係統成本高。傳統的霍爾傳感器如果使用不當,它的霍爾電壓UH與磁感應強度B為非線性關係,且存在不平衡電壓,嚴重影響檢測係統的精度。基於霍爾效應的萊姆HO係列霍爾傳感器,很大程度上提高了電流檢測的靈敏度,而且處理電路簡單,安裝方便,線性度好,具有較高的準確度。

1 HO係列霍爾傳感器的功能介紹

       與傳統的開環霍爾傳感器相比而言,HO開環霍爾傳感器擁有的優點包括:具有良好的線性度,靈敏度高;可編程的過流檢測功能;可編程響應時間短(2到6us);低零點和增益漂移;多種量程設置,可實現標稱為2.67到25A的電流測量;設計者可以通過的端口將HO係列霍爾傳感器輸出參考電壓設置為0.5、1.5、1.65或2.5V;可PCB封裝。

2 HO係列霍爾傳感器的電流檢測功能分析

       如下圖所示,是HO-15-NP電流傳感器的連接圖,通過輸入和輸出端口將傳感器串聯在需要進行電流檢測的導線上,輸出端即可采集所測電流信號;如果所測電流過小,可以通過設置外部參考電壓。傳統的霍爾傳感器隻能檢測特定範圍的電流信號,如果要檢測的電流更大或者更小的話就需要更換傳感器。對於傳統霍爾傳感器的局限性,HO係列可通過8、9、10和11、12、13端的串聯來改變測量範圍。其串聯方式如下表所示。

圖1HO-15-NP電路連接圖

       實驗從(0-5.0A)平均測得50組數據,繪成曲線如下圖所示,選擇的萊姆HO-15-NP電流傳感器的輸出電壓和輸入電流成線性關係,實驗結果驗證其線性度非常高。

圖2電流與電壓的關係

       對於測量量程的變化,其誤差變化率會有微弱的變化,其線性誤差模擬如下圖所示。

圖3線性誤差

       總體來講,通過HO-15-NP電流傳感器來檢測電流可以快速地檢測出交直電流,單個傳感器可測多種範圍的電流,節約了備用器件成本。還可配合ODC功能來進行過電流保護。

3富二代抖音短视频霍爾傳感器產品選型

3.1產品介紹

       霍爾電流傳感器主要適用於交流、直流、脈衝等複雜信號的隔離轉換,通過霍爾效應原理使變換後的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受,響應時間快,電流測量範圍寬精度高,過載能力強,線性好,抗幹擾能力強。適用於電流監控及電池應用、逆變電源及太陽能電源管理係統、直流屏及直流馬達驅動、電鍍、焊接應用、變頻器,UPS伺服控製等係統電流信號采集和反饋控製。

3.2產品選型

3.2.1開口式開環霍爾電流傳感器

表1

3.2.2閉口式開環霍爾電流傳感器

表2

 

3.2.3閉環霍爾電流傳感器

表3

3.2.4直流漏電流傳感器

表4

4結論

       通過實驗可知,與傳統的霍爾傳感器相比,HO-15-NP具有可測範圍寬、線性度好、精度高、連接方便、低噪聲等優點。采用HO-15-NP電流傳感器對交直流電進行檢測具有優越的性能。通過8、9、10和11、12、13端口的串聯就能改變測量範圍。其線性誤差不會隨著連線距離的變長而降低。其受溫度的影響更小。特別適用於電動機這類影響因素多的場合。

 

【參考文獻】

       [1]張健.霍爾傳感器的應用淺析[J].計算機工程應用技術.2009(7):138.

       [2]宋蘇臣、袁野.基於電流檢測的霍爾傳感器應用

       [3]富二代抖音短视频下载安装企業微電網設計與應用手冊2019.11版

 

作者簡介:周穎 女 現任職於富二代抖音视频電氣股份有限公司,主要從事隔離式安全柵研究發展,

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