霍尔闭环电流传感器的选型及性能-刘亚君

霍尔闭环电流传感器的选型及性能

刘亚君

江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴214400

1概述

霍尔电流传感器广泛应用于变频调速装置、逆变装置、L甲S电源、逆变焊机、变电站、电解电镀、数控机床、微机监测系统、电网监控系统和需要隔离检测大电流的各个领域中。当电流流过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系，因此可利用霍尔器件的测得的输出信号，直接反应出导线中的电流大小。

2分类

霍尔元件在磁场中感应输出的电压，其处理电路有开环和闭环两种，将霍尔元件的输出电压用运算放大器直接信号放大，得到所需要的信号电压，由此电压值来标定原边被测电流大小，这种形式的霍尔传感器通常称为开环霍尔电流传感器，开环霍尔传感器的优点是电路形式简单，成本相对较低，其缺点是精度、线性度略差、响应时间较慢，为了克服开环传感器存在的不足，八十年代末期国外出现了闭环霍尔电流传感器。

闭环霍尔电流传感器的工作原理是磁平衡式的。如图所示：

3主要特点

闭环霍尔电流传感器主要有以下特点：具有优越的电性能，是一种先进的、能隔离主电路回路和电子控制电路的电检测元件。它综合了互感器和分流器的所有优点，同时又克服了

互感器和分流器的不足(互感器只适用于50HzI频测量；分流器无法进行隔离测量)。利用同一只霍尔电流传感器模块检测元件既可以检测交流也可以检测直流，甚至可以检测瞬态峰值，因而是替代互感器和分流器的新一代产品。

4发展状况

从1879年美国物理学家EdwinHerbertHall发现霍尔效应开始，到上世纪八十年代，由霍尔器件应用开发的霍尔电流传感器的性能才有了较大提商。

2006年，安科瑞研制出了AHBC系列闭环霍尔电流传感器，体积小、功耗低、频响宽、精度高，可以解决自动检测及多路数据采集中的隔离、变换、传送和共地、共电源等关键技术问题，能有效克服共模干扰，提高系统精度，简化系统设计，降低系统成本。AHBC系列闭环霍尔电流传感器与传统的电测器具相比，体积缩小了，重量减轻了，功耗减小了，通频带拓展到20kHz，而价格相比同类进口产品更具竞争优势。

霍尔闭环电流传感器由于结构形式不尽相同，因而可能有几个供选择型号（见表1），怎样才能选出满意的型号呢?

AHBC-LTA闭环霍尔电流传感器

额定输入有效值

电流

100200300A

测量电流范围300（±18V，

20Ω）600（±18V，30

Ω）

900（±18V，20

Ω）

A

匝比1:10001:20001:3000

测量电阻±12V@±100Amax

80(max)@±200Amax

80(max)

@±300Amax

76(max)

Ω

@±200Amax 25(max)@±500Amax

20(max)

@±600Amax22

(max)

Ω

±15V@±100Amax

110(max)@±200Amax

120(max)

@±300Amax

100(max)

Ω

@±200Amax 40(max)@±500Amax

30(max)

@±600Amax

36(max)

Ω

额定输出有效值

电流Is

50±0.5%100±0.5%100±0.5%mA 精度0.5级电源电压±15V 功耗电流20+Is mA 零电流失调±0.2mA 响应时间＜1µs 线性度≤0.05%FS 绝缘电压 3.5kV/50Hz/1min kV

频宽100kHz 次级线圈电阻262656Ω工作温度-40～85℃储存温度-40～85℃

AHBC-LT1005闭环霍尔电流传感器

额定输入电流1000A

测量电流范围1500A

测量电阻±15V@±1000Amax0(min)20(max) @±1200Amax0(min)7.5(max)

匝比1:5000

额定输出电流2mA±0.1%FS(10A),200mA±0.1%FS(1000A)精度0.5级

电源电压±12V～±24V

功耗电流20mA+Is

零电流失调±0.2mA

响应时间＜1µs

线性度≤0.05%FS

绝缘电压3kV/50Hz/1min

频带宽度(-3dB)0-100KHz

次级线圈电阻50Ω

工作温度-40～85℃

储存温度-40～85℃

AHBC-LF闭环霍尔电流传感器

额定输入电流2000A2000A 测量电流范围3000A3000A

测量电阻±15V@±2000Amax

0(min)

5.0(max)

±15V@±

2000Amax

0(min)

5.0(max)

@±2500Amax0(min)

2.0(max)

@±

2500Amax

0(min)

2.0(max)±24V@±2000Amax

0(min)

25(max)

±24V@±

2000Amax

0(min)

25(max) @±3000Amax0(min)

5.0(max)

@±

3000Amax

0(min)

5.0(max)

匝比1:50001:5000

精度0.5/0.2级0.5/0.2级

额定输出电流400mA400mA

电源电压±15V～±24V±15V～±24V

功耗电流20mA+Is20mA+Is

零电流失调±0.2mA±0.2mA

响应时间＜1µs＜1µs

线性度≤0.05%FS≤0.05%FS

绝缘电压 3.5kV/50Hz/1min 3.5kV/50Hz/1min