1.引言
隨著現代工業技術的不斷發展，電流檢測廣泛地應用到工業控制領域，工業控制對電流檢測的精度和響應速度的要求較高，同時希望與被檢測的對象實現*隔離，霍爾電流傳感器很好地解決了這些問題?；魻栯娏鱾鞲衅饕云鋬灹嫉男阅芎途傻慕Y構，已經成為工業控制領域中電流隔離測量的解決方案，并且被廣泛應用于驅動器、變頻器、電機繞組和高頻大電流測量等場合中。

2. 工作原理
霍爾電流傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。它有兩種工作方式，即開環（直放式）和閉環（磁平衡式）。直放式霍爾傳感器的優點是電路形式簡單，成本相對較低；其缺點是精度、線性度較差，響應時間較慢，溫度漂移較大。為了克服它的不足，出現了閉環（磁平衡式）霍爾電流傳感器。
閉環式霍爾電流傳感器又稱零磁通式霍爾電流傳感器，如圖1所示，它是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件次級線圈、放大器等組成。當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊IP產生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。

圖1

3. 產品介紹
3.1產品選型
閉環霍爾電流傳感器具有響應時間短、工作頻率高、過載能力強、高隔離度等眾多優點。一般情況下，根據輸入信號、外形、內孔尺寸來選擇霍爾電流傳感器。在傳感器行業內，江蘇安科瑞霍爾電流傳感器嚴格按照JB/T 7490-2007《霍爾電流互感器行業標準》規定的各項要求，相對于同行采用插針式接線不同，一律采用綠色可插拔端子，現場接線方便、可靠。常見的品牌產品如圖2。

圖2

3.2產品外形
型號：AHBC-LTA

圖3

3.3技術指標
響應時間：≤1us
頻寬：100kHz
失調電流：0.1mA
工作溫度：-25～70℃
存儲溫度：-40～80℃
輸出負載：根據不同輔助電源、輸入信號、輸出信號而定
輸入過載能力：輸入量程值2倍可恢復正常工作
耐壓：3.5kV/50Hz/1min

4. 應用
4.1 傳感器應用在變頻調速回路

圖4 變頻調速回路 Y為霍爾電流傳感器

圖4中①用于檢測母線的直流電流，當檢測出主回路中出現異常脈沖，或有效值超出標準時，迅速切斷逆變觸發電路的觸發脈沖，保護逆變和整流模塊；
圖4中②用于檢測兩橋臂的中的電流差，由于換相失敗很容易使一相中上下兩橋臂中的IBGT模塊因過流而損壞，此時要求短路電流保護在短路檢出后10us內切斷門驅動電路，這種逆變器必須采用快速過電流保護裝置，可以用霍爾電流傳感器檢測每個橋臂中的電流，若因換相失敗造成上下橋臂同時導電，則相應的兩個傳感器同時檢出電流信號，經與基準電壓比較轉換成方波后，通過門電路控制封鎖所有的逆變觸發脈沖，切斷短路途徑，保護昂貴的IBGT模塊；
圖4中③用于檢測輸出電流的波形,接入逆變器的輸出回路中，用來檢測隨頻率變化的交流電流，可以更好地控制觸發脈沖，也可以提供用電設備的過載信號

4.2 使用注意事項
4.2.1 為了得到較好的動態特性和靈敏度，必須注意原邊線圈和副邊線圈的耦合，要耦合得好，可用單根導線且導線*填滿霍爾傳感器模塊孔徑；
4.2.2 使用中當大的直流電流流過傳感器原邊線圈，且次級電路沒有接通電源|穩壓器或副邊開路，則其磁路被磁化，而產生剩磁，影響測量精度（故使用時要先接通電源和測量端M），發生這種情況時，要先進行退磁處理。其方法是次邊電路不加電源，而在原邊線圈中通過同樣等級大小的交流電流并逐漸減小其值；
4.2.3在大多數場合，霍爾傳感器都具有很強的抗外磁場干擾能力，一般在距離模塊5-10cm之間存在一個兩倍于工作電流Ip的電流所產生的磁場干擾是可以忽略的，但當有更強的磁場干擾時，要采取適當的措施來解決。通常方法有：
① 調整模塊方向，使外磁場對模塊的影響??；
② 在模塊上加罩一個抗磁場的金屬屏蔽罩；
③ 選用帶雙霍爾元件或多霍爾元件的模塊；
④ 測量的精度是在額定值下得到的，當被測電流遠低于額定值時，要獲得精度，原邊可使用多匝，即：IpNp=額定安匝數。另外，原邊饋線溫度不應超過８０℃。

5. 結束語
霍爾電流傳感器優點眾多，通過對大電流進行精確的檢測和控制，保證了變頻器產品安全可靠的運行，使變頻器在正常輸出的同時，能對異常狀況及時處理，提升了變頻器的可靠性，提高了變頻器的安全品質。所以霍爾電流傳感器在變頻器里的優勢越來越明顯，已成為變頻器行業中*的一部分。

【參考文獻】
[1]安科瑞企業微電網設計與應用手冊 2019.11版
[2]謝文和.傳感器及其應用[M].北京：高等教育出版社，2003.
[3]苑軍武.霍爾電流傳感器在變頻器中的應用

閉環霍爾電流傳感器變頻器中的應用

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