電信整流器和服務器電源單元(PSU)中的功率因數(shù)校正(PFC)電路和逆變電路都需要將高壓側(cè)的電流信號檢測到位于低壓側(cè)的控制器,因此要用到隔離式電流傳感器,隔離式電流檢測有多種實現(xiàn)方式,例如電流互感器(CT),隔離放大器和霍爾效應電流傳感器,其中,霍爾效應電流傳感器因其簡便易用,準確,體積小且具有直流檢測能力,成為比較理想的選擇。
電流互感器是基于變壓器的原理對電流進行采樣,使用CT可以檢測MOSFET或者IGBT的開通電流,CT的快速響霍爾電流傳感器應速度使其非常適合于用做峰值電流控制和過流保護控制,但是基于變壓器耦合原理的CT無法感測直流或非常低頻的電流,從而導致其不能直接檢測工頻AC電流,或因為只檢測開通電流的間接方法而損失測量精度(沒有關(guān)斷電流),另外,由于CT需要使用鐵氧體磁芯,體積很難做小,而體積較大的CT又會增大電源開關(guān)環(huán)路,產(chǎn)生更高的電壓尖峰和噪聲干擾。
而霍爾效應電流傳感器則是一種精度更高,體積更小的選擇,它可以在直流條件下工作,而且能夠以良好的線性度和精度測量包含霍爾電流傳感器了開通和關(guān)斷的AC總電流,同時,霍爾效應電流傳感器的體積可以做到SOIC-8的封裝,同一顆集成IC一樣大小,使PCB的布局更加容易,有助于實現(xiàn)更高的功率密度。
在將霍爾效應電流傳感器應用于電信電源或服務器PSU時,需要評估電流的檢測范圍,連續(xù)電流耐受能力,響應速度(/帶寬)和電壓隔離等級。
霍爾電流傳感器安裝規(guī)范分析。
原邊導體流過電流時,在導體周圍會產(chǎn)生磁場,磁通包括穿過鐵芯(磁芯)的主磁通和不穿過鐵芯的漏磁通,霍爾電流傳感器霍爾元件置于霍爾電流傳感器的鐵芯開口氣隙中,通過檢測主磁通的磁感應強度來反映導體中的電流。
主磁通及漏磁通都與載流導體與氣隙及鐵芯的相對位置有關(guān),載流導體從霍爾電流傳感器孔徑中穿過的方式直接影響測量精度,特別是當載流導體與鐵芯的距離及氣隙的距離為同一數(shù)量級時,漏磁的影響不可忽略。
由于霍爾電流傳感器的鐵芯是開口結(jié)構(gòu),測量精度易受周圍外部環(huán)境磁場的影響,如變壓器及流過大電流的載流體等,并且在三相電測試中,各相間的霍爾電流傳感器應保持一定的距離,避免相互電磁干擾。
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