目前應用于電流測量領(lǐng)域的電流傳感器主要有電流互感器、分流器、羅氏線(xiàn)圈、磁通門(mén)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(kāi)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構
1、外型結構
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)的導體穿過(guò),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;
有的結構是本體留出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)品區別是:用戶(hù)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、內部結構
閉環(huán)霍爾電流傳感器的一般由霍爾線(xiàn)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(méi)有磁場(chǎng),霍爾原件輸出為0,放大器輸出為0,互補對稱(chēng)放大電路的兩個(gè)三極管為截止狀態(tài),此時(shí)副邊電流Is=0;
2、當原邊繞組 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(chǎng)被磁芯聚集,處于磁芯磁路中的霍爾元件在磁場(chǎng)的作用下輸出一定的電壓?;魻栞敵鲭妷航?jīng)運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(chǎng)逐步抵消原邊回路產(chǎn)生的磁場(chǎng),霍爾輸出電壓降低,輸出電流 Is 逐漸趨于平穩。理想狀況下,當 Ip*Np=Is *Ns 時(shí),霍爾感應到的磁感應強度為零,輸出電流 Is 達到穩定值。上述過(guò)程在極短時(shí)間內建立完成,當待測電流 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。