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直流电流检测中霍尔开关的应用(上篇)

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-09-15 09:03:50【
随着光伏发电、风力发电、电动汽车等技术的发展,直流电的应用范围变得日益广泛。相应的直流电流也就成为一个重要的检测量。霍尔电流传感器在综合了分流器和直流电流互感器优点的同时,也有效避免了两者存在的缺陷,是一种先进的、能隔离主电路回路和电子控制电路的电测量元件,且具有精度高、线性好。响应快的优点。

霍尔开关的测量属于间接测量,可对各种类型的电流进行测量,从直流到几十千赫兹的交流。根据其结构可分为开环式和闭环式两种。

(1) 开环式霍尔电流传感器
通过对图2分析,可以了解到开环式征尔电流传感器主要是由磁芯霍尔元件和放大电路三部分构成。其中在磁芯上有一个开口气隙,霍尔元件置于气隙处。当有电流Ip流过原边导体时,会在导体周围产生磁场强度与电流大小成正比的磁场,磁力线被磁芯聚集在气隙处,霍尔元件输出与气隙处磁感应强度成正比的电压信号,再由放大电路将该信号进行放大并输出。

这一类传感器一般情况下可输出士10 V左右的电压信号。为了增强传感器的电磯兼容性,传感器也可将电压信号变换为电流信号输出凹。

(2) 闭环式霍尔电流传感器
如图3所示,闭环式霍尔电流传感器主要是由磁芯、霍尔元件、放大电路和副边补偿绕组四部分组成。在工作过程中,放大电路接收到霍尔元件的输出并放大为电流信号提供给副边补偿绕组,副边补偿绕组会在磁芯中产生一个与原边电流产生的磁场在气隙处大小相等,方向相反的磁场,将原有磁场抵消,构成负反馈闭环控制电路。
若在检测过程中如果副边电流太小,产生的磁场无法抵消原边磁场,则放大电路会根据情况输出更大的电流;反之,放大电路会根据情况降低输出电流,实现气隙处磁场的平衡。当原边电流发生变化时,会破坏气隙处磁场的平衡,相应地负反馈闭环控制电路会及时对副边输出电路机械能调节,使磁场快速恢复平衡。从理论上讲,磁芯的气隙处在检测过程中将始终保持零磁通电流传感器名称的来由。状态,这就是零磁通互感器及磁平衡霍尔。

(3) 开环式和闭环式的区别
两者的区别主要是体现在检测带宽和检测精度,闭环式的检测带宽可达到100kHz,而开环式只能够达到3 kHz;开环式的检测精度通常劣于1%,而闭环式的检测精度可达到0.2%。