霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理,根據(jù)霍爾效應(yīng)原理,從霍爾元件的控制電流端通入電流Ic,并在霍爾元件平面的法線方向上施加磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng),那么在垂直于電流和磁場(chǎng)方向(即霍爾輸出端之間),將產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)VH,稱其為霍爾電勢(shì),其大小正比于控制電流I,與磁場(chǎng)強(qiáng)度B的乘積。
霍爾器件是一種采用半導(dǎo)體材料制成的磁電轉(zhuǎn)換器件,如果在輸入端通入控制電流IC,當(dāng)有一磁場(chǎng)B穿過該器件感磁面,則在輸出端霍爾電流傳感器出現(xiàn)霍爾電勢(shì)VH。
霍爾電勢(shì)VH的大小與控制電流IC和磁通密度B的乘積成正比,霍爾電流傳感器是按照霍爾效應(yīng)原理制成,對(duì)安培定律加以應(yīng)用,即在載流導(dǎo)體周圍產(chǎn)生一正比于該電流的磁場(chǎng),而霍爾器件則用來測(cè)量這一磁場(chǎng),因此,使電流的非接觸測(cè)量成為可能,通過測(cè)量霍爾電勢(shì)的大小間接測(cè)量載流導(dǎo)體電流的大小,因此,電流傳感器經(jīng)過了電-磁-電的絕緣隔離轉(zhuǎn)換。
將在流經(jīng)電線的電流周圍感應(yīng)出磁場(chǎng),然后可以通過霍爾電流傳感器使用霍爾器件檢測(cè)由電流感應(yīng)出的磁場(chǎng)來測(cè)量產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流的大小,因此,可以構(gòu)造霍爾電流傳感器。
由于霍爾器件的輸出電壓與施加在其上的磁感應(yīng)強(qiáng)度和流過它的工作電流的乘積成正比,因此它是一種具有乘法器功能的器件,可以直接與各種邏輯電路接口并直接驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載,由于霍爾器件的應(yīng)用原理簡(jiǎn)單,信號(hào)處理方便,并且器件本身具有一系列獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因此在逆變器中也起著重要的作用,在變頻器中,霍爾電流傳感器霍爾電流傳感器的主要功能是保護(hù)昂貴的大功率晶體管。
由于霍爾電流傳感器的響應(yīng)時(shí)間小于1μs,因此在過載和短路的情況下,可以在晶體管達(dá)到極值溫度之前切斷電源,從而可以可靠地保護(hù)晶體管,霍爾電流傳感器根據(jù)其工作模式可分為直接測(cè)量型和零磁通型,由于需要在變頻器中進(jìn)行準(zhǔn)確的控制和計(jì)算,因此選擇了零磁通模式,放大霍爾器件的輸出電壓,然后放大電流后,讓電流流過補(bǔ)償線圈,使補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與測(cè)量電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反。
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