霍尔电流传感器的应用

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1、霍尔电流传感器的应用1.1背景传感器是将各种参量送入计算机系统，进行智能监测、控制的最前端。随着科技的发展，数字化、网络化传感器应用日益广泛，以其传统方式不可比拟的优势渐渐成为技术的趋势和主流。近年来，新一代功率半导体器件大量进入电力电子、交流变频调速、逆变装置及开关电源等领域。原有的电流、电压检测元件已不适应中高频、高di/dt电流波形的传递和检测。霍尔电流、电压传感器/变送器模块是近十几年发展起来的测量控制电流、电压的新一代工业用电量传感器，是一种新型的高性能电气检测元件。霍尔电流、电压传感器/变送器模块具有优越的电性能

2、，是一种先进的、能隔离主电路回路和电子控制电路的电检测元件。它综合了互感器和分流器的所有优点，同时又克服了互感器和分流器的不足（互感器只适用于50Hz工频测量；分流器无法进行隔离测量）。利用同一只霍尔电流电压传感器/变送器模块检测元件既可以检测交流也可以检测直流，甚至可以检测瞬态峰值，因而是替代互感器和分流器的新一代产品。1.2传感器的发展方向1、向高精度发展： 随着自动化生产程度的不断提高，对传感器的要求也在不断提高，必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。目前能生产万分

3、之一以上的传感器的厂家为数很少，其产量也远远不能满足要求。2、向高可靠性、宽温度范围发展： 传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能，研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向。提高温度范围历来是大课题，大部分传感器其工作范围都在-20℃～70℃，在军用系统中要求工作温度在-40℃～85℃范围，而汽车锅炉等场合要求传感器的温度要求更高，因此发展新兴材料（如陶瓷）的传感器将很有前途。-11-各种控制仪器设备的功能越来越大，要求各个部件体积能占位置越小越好，因而传感器本身体积也是越小越好，这就要求发展新的材料及加工技

4、术，目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小。如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的，体积较大、稳定性差、寿命也短，而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好。4、向微功耗及无源化发展： 传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，在野外现场或远离电网的地方，往往是用电池供电或用太阳能等供电，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向，这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前，低功耗损的芯片发展很快，如T12702运算放大器，静态功耗只有1.5µA，而工作电压

5、只需2～5V。 5、向智能化数字化发展： 随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0～10mV），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有的甚至带有控制功能，这就是所说的数字传感器。1.3国内外发展情况国内传感器技术起步晚，发展较慢，因此和美国、日本等发达国家产生了一定的差距。国内和国外的敏感元件与传感器作为信息系统的要害基础元器件，在国外一直得到了高度重视，很多发达国家为了夺取未来经济发展制高点，大力投入人力、物力和财力来发展它。国外在敏感元件与传感器的研究、开发、生产和应用主要表现为

6、：①自动化技术中经典的传感嚣正在被新材料、新原理、多功能、微结构所取代；②与数字化技术、通信技术的紧密结合；③集成化、智能化和微型化进展。近几年来，国内的新兴传感器企业越来越多，国内产品的市场额份虽然也在逐渐提高，但国外产品大面积倾入国内市场的力量仍然不容忽视。如何加强国内企业自身优势，提高我们的传感器技术成为了业内人士关注的焦点。-11-1.4相关工作霍尔电流传感器的应用：方案：测电压输出信号1.5本文主要研究内容以零磁通闭环产品为例（主要依据霍尔效应原理）当原边导线经过电流传感器时，原边电流ip会产生电磁力线，原边磁力线

7、集中在磁芯气隙周围，内置在磁芯气隙中的霍尔垫片可产生和原边磁力线成正比的，大小仅为几毫伏的感应电压，通过后续电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流is，并存在以下关系式：is/ns=ip/np详细见附录A-11-霍尔电流传感器的应用-测电压输出信2.1引言随着城市人口和建设规模的扩大，各种用电设备的增多，用电量越来越大，城市的供电设备经常超负荷运转，用电环境变得越来越恶劣，对电源的“考验”越来越严重。据统计，每天，用电设备都要遭受120次左右各种的电源问题的侵扰，电子设备故障的60%来自电源.因此，电源问题的重要性日益凸显

8、出来。原先作为配角，资金投入较少的电源越来越受到厂商和研究人员的重视，电源技术遂发展成为一门崭新的技术。　　而今，小小的电源设备已经融合了越来越多的新技术。例如开关电源、硬开关、软开关、参数稳压、线性反馈稳压、磁放大器技术、数控调压、PWM、SPWM、电磁兼容等等。实际需求直接推动电源技术