简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型

简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型号推荐

1、开环（直放式）霍尔电流传感器

当原边电流I

P

流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件（如HG-302C）

进行测量并放大输出，其输出电压V

S 精确的反映原边电流I

P

。一般的额定输出标定为

4V。开环霍尔电流传感器的优点是结构简单，可靠性好，过载能力强，体积较小，开环式霍尔电流传感器一般线性度角差，且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。一般开环电流传感器采用的霍尔是HG-106A,HG-106C,HG-166A,HG-302A,HG-302C,HG-362A,SS495A,SS495A1。

2、闭环（磁平衡式）霍尔电流传感器

磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件（如HW-300B, HW-302B）处于检测零磁通的工作状态。

当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与 Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件（HW-300B,HW-302B）就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，是一个动态平衡的过程。因此，宏观上看，次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。一般来说闭环式电流传感器比开环电流传感器的精度更高，闭环霍尔电流传感器等特点是精度高，响应快，频带宽。闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态，磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响，可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达%。

闭环霍尔电流传感器一般采用的霍尔是HW-300B,HW-302B,HW-322B。

3、霍尔电压（闭环）传感器

霍尔电压传感器的工作原理与闭环式电流传感器相似，也是以磁平衡方式工作的。原

边电压V

P

通过限流电阻Ri产生电流，流过原边线圈产生磁场，聚集在磁环内，通过磁环

气隙中霍尔元件（如HW-300B, HW-302B）输出信号控制的补偿电流I

S

流过副边线圈产生

的磁场进行补偿，其补偿电流I

S 精确的反映原边电压V

P

。

霍尔电压（闭环）传感器采用的霍尔是HW-101A,HW-105A,HW-108A,HW-300B,HW-302B。