CN202305636U - 一种高过载型霍尔电流传感器 - Google Patents

Abstract

高过载霍尔电流传感器，包括集磁环，置于集磁环缺口的霍尔元件、运算放大器、AD芯片、微处理器、驱动电路和绕制在集磁环上的次级补偿线圈，霍尔元件电压信号输出依次接运算放大器、AD芯片和微处理器；微处理器输出信号接驱动电路，驱动电路输出再接次级补偿线圈。

Description

一种高过载型霍尔电流传感器

技术领域

本实用新型属于电流传感器领域，特别是可以耐受高过载电流的电流传感器。

背景技术

霍尔电流传感器是利用霍尔效应原理制成的检测电流的装置。其检测原理是通过霍尔元件检测被测电流产生的磁场，再通过磁电转换输出与被测呈线性关系的电信号，从而达到检测电流的目的。其突出的特点是全隔离测量，即测量电路不必接入被测电路即可实现电流检测，它们靠磁场进行耦合，检测电路的输入、输出电路是完全电隔离的。检测过程中，被测电路的状态不受检测电路的影响，检测电路也不受被检电路的影响。

通常霍尔电流传感器多采用直接测量及磁平衡两种方式进行检测，常规霍尔电流传感器检测时，过载电流仅为额定电流的数倍，在一些特殊应用场合，如电力行业应用中，一旦出现故障，可能产生10倍额定电流的情况，一般的霍尔电流传感器无法承受而导致传感器损坏。同时在稳定性、低温漂、线性度等方面还需要加强。

发明内容

本实用新型的目的就是提出一种新型的霍尔电流传感器，在保证稳定性、低温漂、线性度高的情况下，解决在使用过程中，被测电流出现瞬间大电流的情况。传感器被测电流短时经受10倍额定电流的情况下，传感器不损坏，当被测电流恢复正常后，传感器仍能正常工作。

本实用新型技术方案是：高过载霍尔电流传感器，包括集磁环，置于集磁环缺口的霍尔元件、运算放大器、AD芯片、微处理器、驱动电路，绕制在集磁环上的次级补偿线圈，霍尔元件电压信号输出依次接运算放大器、AD芯片、微处理器、驱动电路和绕制在集磁环上的次级补偿线圈，霍尔元件电压信号输出依次接运算放大器、AD芯片和微处理器；微处理器输出信号接驱动电路，驱动电路输出再接次级补偿线圈。形成闭环测量***。

本实用新型采用磁平衡式设计原理，套在待测导线的且有缺口的集磁环，即磁环将原边电流所产生的磁场聚集后，作用于霍尔元件，使其有电压讯号输出，输入到运算放大器，经运算放大器放大后，输出补偿电流经次级补偿线圈。次级线圈产生的磁场与原边电流产生的磁场相反，因而补偿了原边磁场，使霍尔输出逐渐减少，当原次级磁场相等时，补偿电流不再增大，并在动态中达到磁平衡，建立时间往往在1μs以内，整个测量回路形成闭环***，这种线路主要由磁电转换部分，放大部分及驱动补偿线路部分等组成。应用霍尔检测的闭环（补偿）电流传感器，具有稳定性好、温漂小、线性度高、负载能力强等特点。能够测量交流以及各种波形的电流。它们靠磁场进行耦合，检测电路的输入、输出电路是完全电隔离的。检测过程中，被测电路的状态不受检测电路的影响，检测电路也不受被检电路的影响。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

高过载霍尔电流传感器由以下几部分组成，待测电流的导线1、集磁环 2、元器件单元3包括运算放大器、AD芯片和微处理器、霍尔元件H、驱动电路4。 

可以设有注塑外壳通过灌封胶将元器件组合单元和驱动电路一体化安装， 霍尔电流传感器具有电磁转换、磁电转换、运算放大器构成的信号放大组件、还可设有信号调整、信号输出等功能，被测电流通过霍尔元件进行磁电转换并通过（引脚）过流针，传感器另由初级引脚供电。微处理器控制信号通过放大后驱动次级线圈至集磁环（绕制在集磁环上），实现闭环电流测量。

采用了电源限位保护技术，对敏感元件的工作电源经过变换后钳位，使霍尔元件的输出控制在一定的范围内，即使被测电流达到远高于额定电流，在输出端仍然限制在可承受范围内。这样，一旦被测电流恢复正常，传感器又可以正常工作。在磁芯材料上选用坡莫合金材料，坡莫合金的主要特点是具有很高的导磁系数和很低的矫顽力，在瞬态过载大电流的情况下，磁芯也不容易输出饱和，有利于减小传感器的剩磁，提高传感器的精度。

结构设计方案：为方便应用，从小型化角度，设计成一体化结构，通过注塑外壳将上述几个单元封闭组合成一个整体，同时进行灌封，构成模块化结构。

Claims (1)

1.高过载霍尔电流传感器，其特征是包括集磁环，置于集磁环缺口的霍尔元件、运算放大器、AD芯片、微处理器、驱动电路和绕制在集磁环上的次级补偿线圈，霍尔元件电压信号输出依次接运算放大器、AD芯片和微处理器；微处理器输出信号接驱动电路，驱动电路输出再接次级补偿线圈。