上文介紹了開環霍爾電流傳感器的原理,今天介紹另外兩個方案:閉環霍爾方案與磁通門方案。
閉環霍爾電流傳感器
下圖為前文介紹過的開環霍爾電流傳感器的結構圖(圖片來自于LEM官網),待測電流Ip建立起磁芯內的磁場后,通過霍爾元件感應出的霍爾電壓來測量電流值大小;它對外輸出的是一個電壓模擬量。
而閉環霍爾電流傳感器是基于開環原理(下圖來自于網絡),然后引入了補償電路;通過磁芯的有兩部分電流:原邊待測電流與副邊補償電流;原邊待測電流就是指電池流經母線銅排中的大電流,而副邊補償電流是由閉環霍爾電流傳感器內部產生的,流經磁芯上的副邊線圈。
具體地(下圖來自于LEM官網),霍爾元件感應出來的霍爾電壓并沒有直接用于測量,而是霍爾電壓通過放大電路后產生了一個副邊電流,這個副邊電流流過纏繞在磁芯上的線圈,然后通過采樣電阻Rm流到地。這樣的話副邊電流也會在磁芯中產生一個磁場,并且設計讓這個磁場與原邊待測電流產生的磁場方向相反,強度相等,那么總磁通量為0,即霍爾元件處于0磁通的環境中。
接下來,當霍爾元件中的磁通為0后,就會得到如下公式,通過測量Is,即可得到Ip;Ns一般為1000~5000,Is一般為25mA~300mA左右。
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