霍爾直流電流傳感器原理  航智供   

     霍爾高精度電流傳感器原理是按照霍爾效應原理制成，對安培定律加以應用，即在載流導體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場，而霍爾器件則用來測量這一磁場。但是國內生產(chǎn)的霍爾電流傳感器的核心部件霍爾芯片及霍爾傳感器都必須從歐美及日本進口，核心技術被壟斷，不適合自主開發(fā)。而磁通門電流傳感器的極限測量精度比霍爾電流傳感器高兩個數(shù)量級，具有獨特優(yōu)勢。

      第二代工控級磁通門電流傳感器 HIT 系列普及型磁通門電流傳感器的研發(fā)，包含 20A\60A\200A\300A\600A\1000A\2000A\5000A 型號，2019 年 6 月份將開始量產(chǎn)。國內shou次將磁通門技術應用在工控級電流傳感器上，并實現(xiàn)了小型化，接口和體積都與霍爾電流傳感器相同，用來直接替代霍爾電流傳感器。而且測量精度有萬二和萬五型號，超低零漂和溫漂。

      既然普及型磁通門電流傳感器可以直接替代霍爾電流傳感器，那么我們可以看到以下霍爾電流傳感器的應用都可換成磁通門電流傳感器。

相對霍爾電流傳感器來說具有更高的精度，更低的零漂和溫漂，各性能都有提高。

1、繼電保護與測量：在工業(yè)應用中，來自高壓三相輸電線路電流互感器的二次電流，如分別經(jīng)三只霍爾電流傳感器，按比例轉換成毫伏電壓輸出，然后再經(jīng)運算放大器放大及有源濾波，得到符合要求的電壓信號，可送微機進行測量或處理。在這里使用霍爾電流傳感器可以很方便地實現(xiàn)了無畸變、無延時的信號轉換。

2、在直流自動控制調速系統(tǒng)中的應用：在直流自動控制調速系統(tǒng)中，用霍爾電流電壓傳感器可以直接代替電流互感器，不僅動態(tài)響應好，還可實現(xiàn)對轉子電流的zui佳控制以及對晶閘管進行過載保護。

3、在逆變器中的應用：在逆變器中，用霍爾電流傳感器可進行接地故障檢測、直接側和交流側的模擬量傳感，以保證逆變器能安全工作。

4、在不間斷電源中的應用：在該應用中，用霍爾電流傳感器進行控制，保證逆變電源正常工作。使用霍爾電流傳感器1發(fā)出信號并進行反饋，以控制晶閘管的觸發(fā)角，霍爾電流傳感器2發(fā)出的信號控制逆變器，霍爾電流傳感器3控制浮充電源。由于其響應速度快，霍爾電流傳感器特別適用于計算機中的不間斷電源。

5、在電子點焊機中的應用：在電子點焊機電源中，霍爾電流傳感器起測量和控制作用。它的快速響應能再現(xiàn)電流、電壓波形，將它們反饋到可控整流器A、B，可控制其輸出。用斬波器給直流迭加上一個交流，可更精確地控制電流。用霍爾電流傳感器進行電流檢測，既可測量電流的真正瞬時值，又不致引入損耗。

6、用于電車斬波器的控制：電車中的調速是由調整電壓實現(xiàn)的。而將霍爾電流傳感器和其它元件配合使用，并將傳感器的suoyou信號輸入控制系統(tǒng)，可確保電車正常工作。

7、在交流變頻調速電機中的應用：用變頻器來對交流電機實施調速，在世界各發(fā)達**已普遍使用，且有取代直流調速的趨勢。用變頻器控制電機實現(xiàn)調速，可節(jié)省10％以上的電能。在變頻器中，霍爾電流傳感器的主要作用是保護昂貴的大功率晶體管。由于霍爾電流傳感器的響應時間往往小于5μs，因此，出現(xiàn)過載短路時，在晶全管未達到極限溫度之前即可切斷電源，使晶體管得到可靠的保護。

8、用于電能管理：霍爾電流傳感器，可安裝到配電線路上進行負載管理。霍爾電流傳感器的輸出和計算機連接起來，對用電情況進行監(jiān)控，若發(fā)現(xiàn)過載，便及時使受控的線路斷開，保證用電設備的安全。用這種裝置，也可進行負載分配及電網(wǎng)的遙控、遙測和巡檢等。

9、在接地故障檢測中的應用：在配電和各種用電設備中，可靠的接地是保證配電和用電設備安全的重要措施。采用霍爾電流傳感器來進行接地故障的自動監(jiān)測，可保證用電安全。

10、在電網(wǎng)無功功率自動補償中的應用：電力系統(tǒng)無功功率的自動補償，是指補償容量隨負荷和電壓波動而變化，及時準確地投入和切除電容器，避免補償過程**現(xiàn)過補償和欠補償?shù)牟缓侠砗筒唤?jīng)濟，使電網(wǎng)的功率因數(shù)始終保持zui佳。無功功率的自動采樣若用霍爾電流、電壓傳感器來進行，由于它們的響應速度快，且無相位差，在保證“及時、準確”上會具有xianzhu的優(yōu)點。

11、霍爾鉗形電流表：將磁芯做成張合結構，在磁芯開口處放置霍爾器件，將環(huán)形磁芯夾在被測電流流過的導線外，即可測出其中流過的電流。這種鉗形表既可測交流也可測直流。用鉗形表可對各種供電和用電設備進行隨機電流檢測。12、電功率測量：將負載電壓進行變換，令其與霍爾器件的工作電流成比例，將負載電流通入磁芯繞組中，作為霍爾電流傳感器的被測電流，霍爾電流傳感器輸出的霍爾電壓即可指示功率，以構成霍爾功率計。

12、在力工頻諧波分析儀中的應用：在電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)的諧波含量一般用電力工頻諧波儀來進行測試。為了將被測電壓和電流變換成適合計算機A/D采樣的電壓，人們曾將各種電力工頻諧波分析儀的取樣裝置，如電流互感器、電壓互感器、電阻取樣與光隔離耦合電路等和霍爾電流傳感取樣測試對比，結果表明霍爾電流傳感器zui為適用。

13、開關電源中的應用：近代出現(xiàn)的開關電源，是將電網(wǎng)的非穩(wěn)定的交流電壓變換成穩(wěn)定的直流電壓輸出的功率變換裝置。無論是電壓控制型還是電流控制型開關電源，均采用脈沖寬度調制，借助驅動脈沖寬度與輸出電壓幅值之間存在的某種比例關系來維持恒壓輸出。其中，寬度變化的脈沖電壓或電流的采樣、傳感等均需用電流、電壓傳感器來完成。霍爾電流、電壓傳感器以其頻帶寬、響應時間快以及安裝簡便而成為shou選的電流、電壓傳感器。

14、在大電流檢測中的應用：在冶金、化工、超導體的應用以及高能物理（例如可控核聚變）試驗裝置中都有許多超大型電流用電設備。用多霍爾探頭制成的電流傳感器來進行大電流的測量和控制，既可滿足測量準確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線圈法中需用的昂貴的測試裝置。圖47示出一種用于DⅢ－D托卡馬克中的霍爾電流傳感器裝置。采用這種霍爾電流傳感器，可檢測高達到300kA的電流。

15、用作電磁隔離耦合器：用霍爾電流傳感器的工作原理，可做成電磁耦合器。用初級線圈的電流控制霍爾器件的輸出，用這個輸出信號控制其它的電路，既收到隔離的效果，又達到耦合的目的。用這種電路可做成霍爾繼電器、過載保護器、通信線路的保護開關等等。這種電磁耦合器既可做成開關式，也可做成模擬量輸出式。