閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理
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閉環(huán)霍爾電流傳感器是近10年來出現(xiàn)的高技術(shù)模塊化產(chǎn)品，其性能大大優(yōu)于開環(huán)霍爾電流傳感器，同時與傳統(tǒng)的分流器或互感器的電流測量方法相比亦有許多優(yōu)點(diǎn)。閉環(huán)霍爾電流傳感器主要有以下特點(diǎn)：
1）可以同時測量任意波形電流，如：直流、交流、脈沖電流；
2）副邊測量電流與原邊被測電流之間完全電氣隔離，絕緣電壓一般為2kV～12kV；
3）電流測量范圍寬，可測量額定1mA～50kA電流；
4）跟蹤速度di/dt>50A/μs；
5）線性度優(yōu)于0.1％IN；
6）響應(yīng)時間1μs；
7）頻率響應(yīng)0～100kHz。
4 傳感器在車用電源系統(tǒng)中的應(yīng)用
閉環(huán)霍爾電流傳感器的應(yīng)用范圍很廣，目前已成功地應(yīng)用于逆變焊機(jī)，發(fā)電及輸變電設(shè)備，電氣傳動，數(shù)控機(jī)床等工業(yè)產(chǎn)品上。表1以額定電流為300A的CHB－300S型霍爾電流傳感器為例，說明這種傳感器的應(yīng)用。
表1 CHB－300S型霍爾傳感器的主要性能參數(shù)
| 符號 | 名稱 | 參數(shù) |
|---|---|---|
| 型號 | CHB－300S/SP1 | |
| IN | 額定電流 | 300A(RMS) |
| IP | 測量范圍 | 0～500A |
| IM | 輸出電流 | 150mA對應(yīng)原邊300A |
| X | 精度（Ta=25℃） | IN的±0.5％ |
| KN | 匝比 | 1:2000 |
| L | 線性度 | 0.1％ |
| di/dt | >50A/s | |
| Ioff | 失調(diào)電流 | ±0.3mA（典型） |
| tr | 響應(yīng)時間 | 1μs |
| Vc | 電源電壓 | ＋20～30V(±5％) |
| IC | 耗電 | 28mA＋IM |
| ta | 工作溫度 | －40℃～85℃ |
| ts | 貯存溫度 | －55℃～100℃ |
在某型地面車輛上裝備了一套獨(dú)立的大功率發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)選用了CHB－300S型閉環(huán)霍爾電流傳感器作為系統(tǒng)電流檢測部件，通過對傳感器的輸出信號進(jìn)行處理，設(shè)定限流工作點(diǎn)，確保發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率不高于發(fā)電機(jī)的額定功率。閉環(huán)霍爾電流傳感器CHB－300S的應(yīng)用，很好地實(shí)現(xiàn)了上述應(yīng)用目的。如圖3所示，發(fā)電機(jī)G輸出正端匯流母線穿過CHB－300S/SP1的原邊電流穿孔，由傳感器CHB－300S/SP1檢測發(fā)電機(jī)的輸出電流，傳感器的輸出IM與發(fā)電機(jī)控制盒相連，由發(fā)電機(jī)控制盒設(shè)定發(fā)電機(jī)的輸出電流控制點(diǎn)，依據(jù)此信號，對發(fā)電機(jī)的輸出電流加以限制，避免發(fā)電機(jī)因輸出功率過高而發(fā)生故障或損壞，從而保證發(fā)電系統(tǒng)正常工作。
圖3 CHB－300S傳感器的應(yīng)用
5 結(jié)語
該傳感器能夠滿足車用發(fā)電系統(tǒng)對電流檢測的技術(shù)要求，已在多套地面車輛的發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用，并按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，測試結(jié)果受到專家的肯定。
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