原邊電流Ip在磁芯中所產生的磁場通過副邊補償線圈電流所產生的磁場進行補償,從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態,其補償電流Is按比例的反映原邊電流Ip,具體工作過程為:當主回路有一電流通過時,在導線上產生的磁場被磁芯聚集并感應到霍爾器件上,所產生的信號輸出用于驅動功率管并使其導通,從而獲得一個補償電流Is。
這一電流再通過多匝繞組產生磁場,該磁場與被測電流產生的磁場正好相反,因而補償了原來的磁場,使霍爾器件的輸出逐漸減小,當與Ip與匝數霍爾電流傳感器相乘所產生的磁場相等時,Is不再增加,這時的霍爾器件起到指示零磁通的作用,此時可以通過Is來測試Ip,當Ip變化時,平衡受到破壞,霍爾器件有信號輸出,即重復上述過程重新達到平衡,被測電流的任何變化都會破壞這一平衡,一旦磁場失去平衡,霍爾器件就有信號輸出,經功率放大后,立即就有相應的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償,從磁場失衡到再次平衡,所需的時間理論上不到1μs,這是一個動態平衡的過程。
因此,從宏觀上看,次級的補償電流安匝數在任何霍爾電流傳感器時間都與初級被測電流的安匝數相等。
正常工作時,其一次繞組和二次繞組的磁通互相抵消,達到磁平衡,磁芯中的實際磁通為零,但是,這只是理想情況,實際的傳感器,由電子電路構成的二次繞組的輸出電流能力總是有限的,當一次過載時,若二次輸出受限,實際輸出電流比理論電流小,磁平衡被打破,只要一次電流繼續增大,鐵芯就會飽和。
什么是霍爾效應,閉環傳感器使用由電流傳感器IC主動驅動的線圈來產生一個與導體中電流產生的磁場相反的磁場,這樣,霍爾傳感器總是在一個零磁場的工作點運行,輸出信號由電阻器產生,該電阻器的電壓與線圈中的電流成比例,該電流也與繞在磁芯線圈中電流的匝數倍成正比。
開環與閉環傳感器的選擇需要考慮精度和響應時間,如果應用要求高精度,通常選擇閉環電流傳感器,因為它消除了上面談到的系統靈敏度非線性誤差,如果能夠使開環傳感器具有足夠的精度和響應速度,由于其尺寸,功耗等方面的先天優勢,也不失一種選擇,安科瑞開發出新的開環解決方案,體積更小,具備高精度和快的響應速度,比閉環解決方案更經濟實惠,霍爾電流傳感器。 |