霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是:固體材料中的載流子在外加磁場中運動時,因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(fā)生偏移,并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累,形成垂直于電流方向的電場,最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡,從而在兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。
通過霍爾效應(yīng)實驗測定的霍爾系數(shù),能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型,載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù),由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路,霍爾電流傳感器溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上,稱之為霍爾傳感器,霍爾傳感器也稱為霍爾集成電路,其外形較小。
許多人都知道,轎車的自動化程度越高,微電子電路越多,就越怕電磁干擾,而在汽車上有許多燈具和電器件,尤其是功率較大的前照燈,空調(diào)電機(jī)和雨刮器電機(jī)在開關(guān)時會產(chǎn)生浪涌電流,使機(jī)械式開關(guān)觸點產(chǎn)生電弧,產(chǎn)生較大的電磁干擾信號,采用功率霍爾開關(guān)電路可以減小這些現(xiàn)象,霍爾器件通過檢測磁場變化,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵�,可用于監(jiān)視和測量汽車各部件運行參數(shù)的變化,霍爾電流傳感器霍爾器件輸出量直接與電控單元接口,可實現(xiàn)自動檢測的霍爾器件都可承受一定的振動,可在零下40℃到零上150℃范圍內(nèi)工作,全部密封不受水油污染,完全能夠適應(yīng)汽車的惡劣工作環(huán)境。
開環(huán)式霍爾電流傳感器也稱直放式霍爾電流傳感器。
當(dāng)原邊電流IP流過一根長導(dǎo)線時,在環(huán)形磁芯中產(chǎn)生一磁場,這一磁場的大小與流過導(dǎo)線的電流成正比,產(chǎn)生的磁場聚集在磁環(huán)內(nèi),通過磁環(huán)氣隙中霍爾元件進(jìn)行測量并放大輸出,其輸出電壓VS按比例的反映原邊電流IP,霍爾電流傳感器。
由于環(huán)形磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與原邊電流成正比,只要原邊電流足夠大,環(huán)形磁芯必然飽和。
閉環(huán)式霍爾電流傳感器也稱零磁通互感器或磁平衡電流傳感器。
原邊電流Ip在磁芯中所產(chǎn)生的磁場通過副邊補(bǔ)償線圈電流所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行補(bǔ)償,從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài),其補(bǔ)償電流Is按比例的反映原邊電流Ip。
閉環(huán)式霍爾電流傳感器正常工作時,其一次繞組和二次繞組的磁通互相抵消,達(dá)到磁平衡,磁芯中的實際磁通為零,但是,這只是理想情況。
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