零磁通霍爾電流傳感器的磁芯理論上可以采用與互感器相同的鐵芯,但是,更多時(shí)候采用磁導(dǎo)率更高,工作頻帶更寬,不易飽和的其它材料(如非晶),而零磁通電流互感器的鐵芯通常與普通互感器的鐵芯相同。
零磁通霍爾電流傳感器的磁芯為開口結(jié)構(gòu),開口處安裝霍爾元件,而零磁通電流互感器的所有鐵芯均為閉環(huán)鐵芯,這一區(qū)別決定了零磁通霍爾電流傳感器測(cè)量精度較容易受外部磁場(chǎng)的影響,而零磁通電流互感器測(cè)量精度受外磁場(chǎng)的影響甚微,零磁通霍爾電流傳感器只有一個(gè)磁芯,霍爾電流傳感器而零磁通電流互感器具有兩個(gè)鐵芯。
零磁通霍爾電流傳感器通過霍爾元件檢測(cè)零磁通,而零磁通電流互感器通過輔助繞組檢測(cè)零磁通。
零磁通霍爾電流傳感器的二次電流由控制電路產(chǎn)生,產(chǎn)生的二次電流磁通與一次電流磁通抵消達(dá)到零磁通。
建立磁平衡及零磁通的目的不同,零磁通霍爾電流傳感器建立零磁通狀態(tài)的目的是減小鐵芯非線性及帶寬較窄的影響,而零磁通電流互感器建立零磁通狀態(tài)的目的是減小勵(lì)磁電流對(duì)測(cè)量精度(互感器比差和角差)的影響。
很多高頻整流電霍爾電流傳感器源用戶抱怨說電流傳感器壽命短,用一段時(shí)間后就沒有輸出了,傳感器的殼體溫度很高,有時(shí)傳感器的密封膠都會(huì)融化流出來,這種現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的呢。
原因是這樣的:開環(huán)霍爾傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,包括一個(gè)磁芯(一個(gè)或多個(gè)氣隙),和一塊電路板,電路板上有感應(yīng)器件及處理電路,通過灌封后,端子輸出有效信號(hào),電路板上沒有發(fā)熱器件,不會(huì)導(dǎo)致高溫,只有磁芯才是發(fā)熱體。
方法1:增加磁芯的層數(shù),磁芯通常采用帶材卷繞而成,帶材越薄越好,方法2:磁芯采用高電阻率的導(dǎo)霍爾電流傳感器磁材料,方法3:使用零磁通霍爾傳感器(閉環(huán)霍爾電流傳感器),使磁芯處于零磁通狀態(tài),三種方法均可,第1種方法不能從根本上解決發(fā)熱現(xiàn)象,只能減慢溫升的速度,實(shí)際效果不理想,方法2能更徹底的解決問題,減少渦流,降低渦流損耗,方法3會(huì)極大的提高成本,閉環(huán)霍爾的價(jià)格是開環(huán)霍爾的好幾倍,而且功耗很大。
根據(jù)“10度法則”,半導(dǎo)體器件每升高10度,器件使用壽命降低1倍,渦流的存在導(dǎo)致磁芯的發(fā)熱,最終體現(xiàn)在器件的使用壽命急劇縮短,傳感器提前報(bào)廢。
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