CN204302358U - 一种大电流霍尔传感器 - Google Patents

Abstract

一种大电流霍尔传感器，包括集电磁环和霍尔元件，温度补偿电路、运算放大电路；温度补偿电路为PNP三极管放大器，霍尔元件的电流输入串接入PNP三极管放大器的集电极，PNP三极管放大器的基极与发射极之间串接有稳压二极管，稳压二极管正极接基极；霍尔元件的信号输出端串联电阻后接运算放大电路；采用PNP三极管放大器停电极提供霍尔元件的工作电流能够有效消除温度漂移。

Description

一种大电流霍尔传感器

技术领域

本实用新型涉及一种霍尔电流传感器，尤其是一种利用霍尔效应原理的大电流测量的磁敏传感器。

背景技术

霍尔效应原理的大电流测量的磁敏传感器可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。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。其突出的特点是在电隔离条件下测量各种类型的电流，具有精度高，功耗小，结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，频率高，耐振动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等污染或腐蚀。其工作原理是利用集磁环(通过硅钢片环开制缺口制备，缺口安装霍尔电流传感器)将通电导线周围产生的磁场集中起来提供给霍尔元件，再由霍尔元件转换为弱小的电压信号，经运放放大输出电压信号。该传感器可以实现电流的“无电位”检测，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。

大电流传感器的技术难点是在宽温区(-55℃～+100℃)范围下未能有均匀的精度。

实用新型内容

本实用新型目的是，提出一种大电流霍尔传感器，保证更高的精度，尤其是在宽温区(-55℃～+100℃)范围下有均匀的精度。

本实用新型技术方案是，一种大电流霍尔传感器，包括集电磁环和霍尔元件，温度补偿电路、运算放大电路；温度补偿电路为PNP三极管放大器，霍尔元件的电流输入串接入PNP三极管放大器的集电极，PNP三极管放大器的基极与发射极之间串接有稳压二极管，稳压二极管正极接基极；霍尔元件的信号输出端串联电阻后接运算放大电路；采用PNP三极管放大器集电极端提供霍尔元件的工作电流，能够有效消除温度漂移。

进一步，集电磁环为硅钢片叠成的开有缺口的环。

本实用新型应用上的技术难点是，大电流传感器在宽温区(-55℃～+100℃)下，产品的温漂值能否满足要求。影响产品温漂值的主要因素为霍尔元件的温漂，霍尔元件为负温度系数的器件，二极管也是负温度系数的器件，因此加入温度补偿电路去补偿该霍尔元件的温漂。

本实用新型的有益效果，是通过稳压二极管和电阻的组合来改变霍尔元件的工作电流，从而补偿霍尔元件的输出电势。

附图说明

图1是本实用新型的框图；

图2是本实用新型的电路图。

具体实施方式

大电流传感器是为了对较大电流进行检测的传感器。其基本参数为：

工作电压：±12V±5％(DC)

测量范围：0A～200A(DC)

额定输入电流：200A(DC)

零点输出：≤±25mV(25℃)

额定输出：4V

准确度：≤±0.6％F.S

非线性：≤±0.5％F.S

工作温度范围：-55℃～+100℃；

原理方案图：大电流传感器采用霍尔直放式电流传感器工作原理，其功能方框图如下所示：一种大电流霍尔传感器本方案线路由四部分组成：第一部分为集电磁环和霍尔元件，利用集磁环将通电导线周围产生的磁场集中起来提供给霍尔元件，起到电磁转换的作用；第二部分由霍尔元件将收集到的磁场信号转换为弱电信号输出并增加温度补偿电路来补偿霍尔元件的温漂；第三部分是运算放大器，将霍尔元件转换的弱电信号差分放大加超前的频率补偿；第四部分为低通滤波电路(外部电路)。

图2中Z为稳压二极管、R为电阻、D为二极管、Q为PNP三极管。

大电流传感器选用铝合金材料并对其表面进行阳极氧化。铝合金材料具有重量轻、耐高温、抗振动和冲击能力强等特点。磁芯采用圆形结构，有利于传感器的装配和固定。材料为硅钢，具有高磁饱和率等特点。

Claims (2)

1.一种大电流霍尔传感器，其特征是包括集电磁环和霍尔元件，温度补偿电路、运算放大电路；温度补偿电路为PNP三极管放大器，霍尔元件的电流输入端串接入PNP三极管放大器的集电极，PNP三极管放大器的基极与发射极之间串接有稳压二极管，稳压二极管正极接基极；霍尔元件的信号输出端串联电阻后接运算放大电路。

2.根据权利要求1所述的大电流霍尔传感器，其特征是集电磁环为硅钢片叠成的开有缺口的环。