目前應(yīng)用于電流測量領(lǐng)域的電流傳感器主要有電流互感器、分流器、羅氏線圈、磁通門傳感器以及霍爾電流傳感器等。在不同情況下選擇不同的檢測手段,閉環(huán)霍爾電流傳感器性能要優(yōu)于開環(huán)霍爾電流傳感器,其在測量直流、低頻等非正弦信號方面有比較明顯的優(yōu)勢。
二、閉環(huán)霍爾電流傳感器的外型結(jié)構(gòu)
1、外型結(jié)構(gòu)
如下圖,閉環(huán)霍爾電流傳感器外型尺寸是中間留有穿心孔,供原邊電流(待測電流)的導(dǎo)體穿過,傳感器本體留出4個(gè)端子,分別是+Vc、-Vc、Output、END,其中+Vc、-Vc是供電電源,Output為輸出,END為接地端;
有的結(jié)構(gòu)是本體留出3個(gè)端子,分別是+Vc、-Vc、M,其中+Vc、-Vc是供電電源,M為輸出,與4端子產(chǎn)品區(qū)別是:用戶需要在M端接取樣電阻再接地,此時(shí)測試M端的電壓等同于4端子產(chǎn)品的Output端;
2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)
閉環(huán)霍爾電流傳感器的一般由霍爾線圈(磁芯+副邊繞組)、PCB板(霍爾原件+放大電路等)、灌封膠、外殼等組成;


PCB板
三、閉環(huán)霍爾電流傳感器的原理
如下圖所示,
1、當(dāng)原邊繞組 Np 中的待測電流 Ip=0時(shí),即零點(diǎn)輸出,此時(shí)理論上磁芯氣隙處沒有磁場,霍爾原件輸出為0,放大器輸出為0,互補(bǔ)對稱放大電路的兩個(gè)三極管為截止?fàn)顟B(tài),此時(shí)副邊電流Is=0;
2、當(dāng)原邊繞組 Np 存在待測電流 Ip,次邊輸出電流 Is 尚未形成時(shí),待測電流 Ip 產(chǎn)生的磁場被磁芯聚集,處于磁芯磁路中的霍爾元件在磁場的作用下輸出一定的電壓?;魻栞敵鲭妷航?jīng)運(yùn)放電路等處理后輸出電流 Is。由于次邊繞組 Ns 的感性作用,輸出電流 Is 不能突變,只能逐漸上升,反饋回路產(chǎn)生的磁場逐步抵消原邊回路產(chǎn)生的磁場,霍爾輸出電壓降低,輸出電流 Is 逐漸趨于平穩(wěn)。理想狀況下,當(dāng) Ip*Np=Is *Ns 時(shí),霍爾感應(yīng)到的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,輸出電流 Is 達(dá)到穩(wěn)定值。上述過程在極短時(shí)間內(nèi)建立完成,當(dāng)待測電流 Ip 變化時(shí),輸出電流 Is 隨之變化。此時(shí)副邊電流Is等于Output值比上取樣電阻R。