霍尔闭环电流传感器在电动观光旅游车上的应用
安科瑞顾强
摘要：本文介绍了基于霍尔闭环原理，即磁平衡式原理的电流传感器在电动观光旅游车上的使用方法，替代传统的霍尔器件，较好的解决了电动车行业现有霍尔传感器的基本问题，在稳定性上更加优越。
关键词：霍尔闭环;电流传感器;电动观光旅游车
1 概述
我国的旅游资源丰富，在各个旅游景点中，我们都会看到电动观光旅游车的存在，电动观光旅游车采用蓄电池供电驱动方式，本身不排放污染大气的有害气体，只需蓄电池充电即可使用，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，减少各种有害排放物较容易，也已经有了比较成熟的技术。电动观光旅游车可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，是发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益，有利于节约能源减少二氧化碳的排放等优点。
2 霍尔闭环电流传感器的具体应用
2.1 霍尔闭环电流传感器的原理
霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理，当原边电流Ip产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边IP产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出准确反映原边电流的电流变化。
闭环霍尔电流传感器又叫霍尔磁平衡式电流传感器，它是在上述原理的基础，加上了磁平衡原理，即集磁环将原边电流所产生的磁场聚集后，作用于霍尔元件，使其有电压信号输出，经放大输入到功率放大器，输出补偿电流流经次级补偿线圈。级次线圈产生的磁场与原边电流产生的磁场相反，因而补偿了原边磁场，使霍尔输出逐渐减小，当原次级磁场相等时，补偿电流不再增大，这就是磁平衡原理。这种线路主要由磁电转换部分、放大电路部分及驱动补偿线路部分等组成。本产品适用于电流监控及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器，UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制。
2.2 外形尺寸及技术参数
2.3 霍尔闭环电流传感器的应用方式
传统电动观光旅游车对于电机的电流检测通常是通过霍尔元件来实现测量的，内置于电机转子中，通过电机的转动速度及频率变化，及时的反馈出信号，便于操作人员了解车辆的工作状况。或者有部分厂家会通过外置的分流电阻来进行监测，这些方式都会对电机的工作状态进行监测。但是，由于电动观光车的使用用途的增加，同时也出现类似的电动巡逻车辆、电动三轮车、电动摩托等产品的衍生，对于设备本身的性能要求也相应增加，传统的方式已经不能够胜任此项工作。
在这个条件下，使用霍尔闭环电流传感器，可以很好的解决相关问题。电机的电源线从电流传感器中的内空中穿过，当有电流时，电流传感器会感应到，同时会有一个相应的输出，输出的信号给总线控制系统，集中做处理，如下图所示。
3、霍尔闭环电流传感器在选择和使用时需要注意的问题：
1）电流传感器的选型问题：
A、需要注意穿传感器孔尺寸是否能够保证电线可以穿过；
B、尽量选择具备高温、低温、高潮湿、强震等条件的产品；
C、需要注意空间结构是否满足；
2）电流传感器的使用问题：
A、接线时注意接线端子的裸露导电部分，尽量防止ESD冲击，需要有专业施工经验的工程师才能对该产品进行接线操作。电源、输入、输出的各连接导线须正确连接，不可错位或反接，否则可能导致产品损坏。
B、产品安装使用环境应无导电尘埃及腐蚀性
C、剧烈震动或高温也可能导致产品损坏，须注意使用场合。
在霍尔集成电路设计阶段，通过防静电设计、耐高温设计、高耐压设计和辐照加固设计等方面对器件的线路和版图进行优化设计，提高产品的参数指标。在生产阶段对霍尔集成电路工艺进行控制，对封装工艺进行攻关，保证产品密封性，减少内部多余物的产生，控制产品内部气氛，提高产品质量。终，使霍尔集成电路可靠性达到航天航空用户的要求。成品出厂筛选阶段，按照GJB548B—2005《微电子器件试验方法和程序》方法，通过对产品进行150℃下的电老炼试验，剔除早期失效的产品，并通过抽样可靠性试验对霍尔集成电路的可靠性水平进行评估。
4、结束语
随着社会的发展，节能减排作为目前发展的着重，对于电动车辆的相关要求越来越高，同时要求也能胜任更多的工作，在此条件下，使用霍尔闭环电流传感器，可以使车辆在监控下正常工作，减少人员及设备维护的投入成本。
