關(guān)于電流檢測的霍爾傳感器選型和應用

摘 要：電流檢測在各個(gè)領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛，傳統的霍爾傳感器的靈敏度比較低，受外界影響較大，由此應用新型霍爾傳感器來(lái)彌補其功能缺陷，介紹了萊姆HO系列霍爾傳感器的多項功能，以HO-15-NP霍爾傳感器為例，著(zhù)重介紹了霍爾傳感器在電流檢測及其線(xiàn)性度方面的介紹。

關(guān)鍵詞：霍爾傳感器；電流檢測；線(xiàn)性度；分析

0引言

       電流檢測在機械的控制、保護、檢測、動(dòng)力管理等方面有著(zhù)重要的應用。例如：電機驅動(dòng)控制、變頻控制、電池荷電狀態(tài)監測等。但在電流測量中存在2個(gè)困難：1）測量?jì)x表不方便直接串入電路中；2）電流檢測電路與被測電路不能直接耦合，否則，會(huì )影響被測電路的直流工作點(diǎn)?；魻杺鞲衅饔捎诰哂畜w積小、功耗低、噪聲小、隔離效果好等點(diǎn)，在電流監測方面受到廣泛的青睞。特別是霍爾傳感器配合磁環(huán)的設計一直被廣泛地使用。但由于傳統的霍爾傳感器的靈敏度比較低，對于處理電路要求高，系統成本高。傳統的霍爾傳感器如果使用不當，它的霍爾電壓UH與磁感應強度B為非線(xiàn)性關(guān)系，且存在不平衡電壓，嚴重影響檢測系統的精度?；诨魻栃娜R姆HO系列霍爾傳感器，很大程度上提高了電流檢測的靈敏度，而且處理電路簡(jiǎn)單，安裝方便，線(xiàn)性度好，具有較高的準確度。

1 HO系列霍爾傳感器的功能介紹

       與傳統的開(kāi)環(huán)霍爾傳感器相比而言，HO開(kāi)環(huán)霍爾傳感器擁有的點(diǎn)包括：具有良好的線(xiàn)性度，靈敏度高；可編程的過(guò)流檢測功能；可編程響應時(shí)間短（2到6us）；低零點(diǎn)和增益漂移；多種量程設置，可實(shí)現標稱(chēng)為2.67到25A的電流測量；設計者可以通過(guò)的端口將HO系列霍爾傳感器輸出參考電壓設置為0.5、1.5、1.65或2.5V；可PCB封裝。

2 HO系列霍爾傳感器的電流檢測功能分析

       如下圖所示，是HO-15-NP電流傳感器的連接圖，通過(guò)輸入和輸出端口將傳感器串聯(lián)在需要進(jìn)行電流檢測的導線(xiàn)上，輸出端即可采集所測電流信號；如果所測電流過(guò)小，可以通過(guò)設置外部參考電壓。傳統的霍爾傳感器只能檢測特定范圍的電流信號，如果要檢測的電流大或者小的話(huà)就需要換傳感器。對于傳統霍爾傳感器的局限性，HO系列可通過(guò)8、9、10和11、12、13端的串聯(lián)來(lái)改變測量范圍。其串聯(lián)方式如下表所示。

圖1HO-15-NP電路連接圖

       實(shí)驗從（0-5.0A）平均測得50組數據，繪成曲線(xiàn)如下圖所示，選擇的萊姆HO-15-NP電流傳感器的輸出電壓和輸入電流成線(xiàn)性關(guān)系，實(shí)驗結果驗證其線(xiàn)性度非常高。

圖2電流與電壓的關(guān)系

       對于測量量程的變化，其誤差變化率會(huì )有微弱的變化，其線(xiàn)性誤差模擬如下圖所示。

圖3線(xiàn)性誤差

       總體來(lái)講，通過(guò)HO-15-NP電流傳感器來(lái)檢測電流可以快速地檢測出交直電流，單個(gè)傳感器可測多種范圍的電流，節約了備用器件成本。還可配合ODC功能來(lái)進(jìn)行過(guò)電流保護。

3安科瑞霍爾傳感器產(chǎn)品選型

3.1產(chǎn)品介紹

       霍爾電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復雜信號的隔離轉換，通過(guò)霍爾效應原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集和接受，響應時(shí)間快，電流測量范圍寬精度高，過(guò)載能力強，線(xiàn)性好，抗干擾能力強。適用于電流監控及電池應用、逆變電源及太陽(yáng)能電源管理系統、直流屏及直流馬達驅動(dòng)、電鍍、焊接應用、變頻器，UPS伺服控制等系統電流信號采集和反饋控制。

3.2產(chǎn)品選型

3.2.1開(kāi)口式開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器

表1

3.2.2閉口式開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器

表2

3.2.3閉環(huán)霍爾電流傳感器

表3

3.2.4直流漏電流傳感器

表4

4結論

       通過(guò)實(shí)驗可知，與傳統的霍爾傳感器相比，HO-15-NP具有可測范圍寬、線(xiàn)性度好、精度高、連接方便、低噪聲等點(diǎn)。采用HO-15-NP電流傳感器對交直流電進(jìn)行檢測具有越的性能。通過(guò)8、9、10和11、12、13端口的串聯(lián)就能改變測量范圍。其線(xiàn)性誤差不會(huì )隨著(zhù)連線(xiàn)距離的變長(cháng)而降低。其受溫度的影響小。特別適用于電動(dòng)機這類(lèi)影響因素多的場(chǎng)合。

【參考文獻】

       [1]張健.霍爾傳感器的應用淺析[J].計算機工程應用技術(shù).2009（7）：138.

       [2]宋蘇臣、袁野.基于電流檢測的霍爾傳感器應用

       [3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2019.11版