在對于電信號采集的設計中，其中對電流信號的采集是非常常見的，根據電流信號的屬性，如信號大小、信號周期等因素，以及采樣的需求指標不一樣，往往需要選擇不同的采樣方式進行采樣。

下面主要介紹分流器和霍爾元件采樣電流。

1、分流器

1.1分流器原理

分流器主要用于測量較大直流電流，常見的分流器都是75mV，常用于直流屏、勵磁柜等直流電流的監測使用。

FL-2為型號，精度為0.5，100A 75mV

分流器實際是一個阻值很小的可以通過大電流的電阻，當電流流過分流器時，在它的兩端就會產生一個毫伏級的直流電壓信號，使并接在該分流器兩端的直流電流表指針擺動，該讀數就是該直流電路中的電流值。

注意：分流器電阻上可能有不止一個的缺口，這是生產廠為精確校準電阻而故意割掉的，并不是有缺陷的次品。廠家生產分流器時，會將電阻值設計的偏小一點，在用高精度電阻測量儀進行校準時，割一些小缺口，逐步增加電阻，直至逼近標準值。

1.2分流器的接法

接法如下：

如圖所示，分流器大端子接主回路，2個小端子接測量儀表。

分流器的測量原理就是壓降，比如用萬用表直流電壓檔，測量2個小端子的直流電壓，假如測量值為30mV，那么根據Ue/Ie=U/I，即75mV/100A=30mV/I，所以I的實際電流就是40A。此方法可以配合鉗形電流表測試分流器精度和好壞。

選型流程：

確定直流負荷→選擇合適量程的分流器→選擇對應的儀表

分流器與磁電式指針電流表配合使用時，信號連接線應該是與電流表配套的一對定阻值導線；分流器取樣電壓如果作為數字儀表輸入信號，則用普通導線即可，如果數字儀表量程可調，也需要選擇與分流器參數一致的。

1.3注意事項

1、分流器一次回路的電纜（或銅排）與分流器連接處不允許有人為的接觸電阻，二次電壓的取樣點不能從非取樣點取樣。

2、兩個小螺絲接入儀表信號輸入端，應注意信號的極性，電流流入分流器的那端為正極，接儀表信號輸入端的正輸入端；電流流出分流器的那端為負極，接儀表信號輸入端的負輸入端。

3、實際使用的電流（長時間）建議不超過額定電流的80%。

1.4硬件設計

分流器就是采用錳銅材料制作的一個小電阻，該電阻用于電流信號的取樣，當通過將電流時，會在兩端產生的壓降，一般在額定輸入時一般標準化為75MV，壓降信號就可以作為采樣小信號通過放大電路等處理之后送入ADC、計量芯片等器件進行采樣。

分流器硬件設計流程：

分流器正確串聯接入電流中→放大電路（NSI1200放大8倍）→運算放大器→主控芯片ADC采樣

2、霍爾傳感器

2.1霍爾簡介

霍爾效應：霍爾效應是磁電效應的一種，這一現象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導電機構時發現的。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

簡單原理如圖1所示，半導體薄片兩端通以控制電流I，垂直方向施加磁感應強度為B的勻強磁場，d為半導體材料的厚度，k為霍爾常數，它與半導體材質有關，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產生電勢差為UH的霍爾電壓，它們之間的關系為

。

霍爾元件：根據霍爾效應，人們用半導體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕、頻率響應寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術等領域得到廣泛的應用。

霍爾傳感器：霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低，霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。

2.2實物圖

霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路，其外形較小，簡單圖示如下圖2所示，是其中一種型號的外形圖：一種是小的元器件（主要包括電源+，電源-（地），輸出電壓），一種是測量大電流的霍爾，主要也是接入3根線（主要包括電源+，電源-（地），輸出電壓）。

電流采樣，在設計上主要表現在硬件上，但是BMS軟件應該做好相應的數據轉換、數據保護等等，保證車輛的正常使用。

在我們進行電流傳感器相關軟件設計時候，首先要分析傳感器的datasheet，如下是某款電流傳感器的部分參數：

我們需要重點關注的：量程（確定測量電流的范圍）、供電電壓（供電）、基準電壓（確定0電流電壓點）、精度（確定電壓與電流的對應關系）、計算公式（換算關系）。這些是基本關注的點，但是具體情況，還需要根據具體傳感器的要求進行添加相應的計算和控制邏輯。

3、總結

在新能源汽車中，電流采樣的器件有分流器和霍爾傳感器，分流器雖然成本相對低很多，但是其精度慢慢的無法滿足現在相關計算的需求，除非控制成本，不然很少會使用到量產產品中，目前大部分使用霍爾傳感器，根據場景使用，選擇不同精度標準。霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。霍爾傳感器的工作基礎是霍爾效應，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器。

在新能源汽車當中，電流檢測是一項重要的數據輸入，是很多計算模塊的數據基礎，它的準確性一定程度上可以代表這整車電池相關的精度，所以很多廠家都會在設計之初就確定好使用高精度霍爾傳感器作為電流采樣器件。我們做軟件的只要保證在保護和相關轉換方面做到位，就可以保證產品正常運行。

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