霍尔电流传感器有哪些类型？工作原理是什么？-安科瑞黄安南

   产品类型：

   霍尔电流传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。它有两种工作方式，即开环（直放式）和闭环（磁平衡式）。直放式霍尔传感器的优点是电路形式简单，成本相对较低；其缺点是精度、线性度较差，响应时间较慢，温度漂移较大。为了克服它的不足，出现了闭环（磁平衡式）霍尔电流传感器。

工作原理：

     原边电流Ip在磁芯中所产生的磁场通过副边补偿线圈电流所产生的磁场进行补偿，从而使霍尔器件处于检测零磁通的工作状态，其补偿电流Is按比例的反映原边电流Ip。 具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁芯聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，这是一个动态平衡的过程。

因此，从宏观上看，次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。

     闭环式霍尔电流传感器正常工作时，其一次绕组和二次绕组的磁通互相抵消，达到磁平衡，磁芯中的实际磁通为零。但是，这只是理想情况。实际的传感器，由电子电路构成的二次绕组的输出电流能力总是有限的，当一次过载时，若二次输出受限，实际输出电流比理论电流小，磁平衡被打破，只要一次电流继续增大，铁芯就会饱和。

  开环电流传感器，如下图所示， 当原边电流IP流过一根长导线时，在导线周围将产生磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔原件进行测量并放大输出，其输出电压VS精确的反映原边电流IP。由于环形磁芯中的磁感应强度与原边电流成正比，只要原边电流足够大，环形磁芯必然饱和。

使用注意事项：

1、为了得到较好的动态特性和灵敏度，必须注意原边线圈和副边线圈的耦合，要耦合得好，最好用单根导线且导线完全填满霍尔传感器模块孔径；

2、使用中当大的直流电流流过传感器原边线圈，且次级电路没有接通电源|稳压器或副边开路，则其磁路被磁化，而产生剩磁，影响测量精度（故使用时要先接通电源和测量端M），发生这种情况时，要先进行退磁处理。其方法是次边电路不加电源，而在原边线圈中通过同样等级大小的交流电流并逐渐减小其值；

3、在大多数场合，霍尔传感器都具有很强的抗外磁场干扰能力，一般在距离模块5-10cm之间存在一个两倍于工作电流Ip的电流所产生的磁场干扰是可以忽略的，但当有更强的磁场干扰时，要采取适当的措施来解决。通常方法有：

① 调整模块方向，使外磁场对模块的影响最小；

② 在模块上加罩一个抗磁场的金属屏蔽罩；

③ 选用带双霍尔元件或多霍尔元件的模块；

④ 测量的最佳精度是在额定值下得到的，当被测电流远低于额定值时，要获得最佳精度，原边可使用多匝，即：IpNp=额定安匝数。另外，原边馈线温度不应超过８０℃。