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                      霍爾電流傳感器

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                      電流傳感器在電源系統中的應用

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                      電流傳感器在電源系統中的應用

                      發布日期:2021-03-24 作者:啟東雙贏電子科技有限公司 點擊:

                          伴隨著城市人口和建設規模的擴大,各種用電設備的增多,用電量越來越大,城市的供電設備經常超負荷運轉,用電環境變得越來越惡劣,對電源的“考驗”越來越嚴重。據統計,每天用電設備都要遭受 120 次左右各種電源問題的侵擾,電子設備故障的 60%來自電源。因此,電源問題的重要性日益凸顯出來。原先作為配角,資金投入較少的電源越來越受到廠商和研究人員的重視,電源技術遂發展成為一門嶄新的技術。


                          而今,小小的電源設備已經結合了越來越多的新技術。例如開關電源、硬開關、軟開關、參數穩壓、線性反饋穩壓、磁放大器技術、數控調壓、PWM、SPWM、電磁兼容等。實際需求直接推動電源技術不斷發展和進步,為了自動檢測和顯示電流,并在過流、過壓等危害情況發生時具有自動保護功能和更好的智能控制,具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電源技術漸成趨勢。檢測電流或電壓的傳感器,即電流傳感器便應運而生并在我國開始受到廣大電源設計者的青睞。

                      1、電流傳感器的工作原理

                          電流傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器。它有兩種工作方式,即開環(直放式)和閉環(磁平衡式)。直放式霍爾傳感器的有點是電路形式簡單,成本相對較低;其缺點是精度、線性度較差,響應時間較慢,溫度漂移較大。為了克服它的不足,出現了閉環(磁平衡式)霍爾電流傳感器。


                          閉環式霍爾電流傳感器又稱零磁通式霍爾電流傳感器,它是由原邊電路、聚磁環、霍爾元件次級線圈、放大器等組成。當原邊電流IP產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中,霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通,通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流,用于抵消原邊IP產生的磁通,使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理,傳感器的輸出端能夠輸出準確反映原邊電流的電流變化。


                      2、電流傳感器產品介紹

                          電流傳感器主要適用于交流、直流、脈沖等復雜信號的隔離轉換,通過效應原理使變換后的信號能夠直接被AD、DSP、PLC、二次儀表等各種采集裝置直接采集,廣泛應用于電流監控及電池應用、逆變電源及太陽能電源管理系統、直流屏及直流馬達驅動、電鍍、焊接應用、變頻器,UPS伺服控制等系統電流信號采集和反饋控制,具有響應時間快,電流測量范圍寬精度高,過載能力強,線性好,抗干擾能力強等優點。


                         傳感器應用在變頻調速回路用于檢測母線的直流電流,當檢測出主回路中出現異常脈沖,或值超出標準時,迅速切斷逆變觸發電路的觸發脈沖,保護逆變和整流模塊。用于檢測兩橋臂的中的電流差,由于換相失敗很容易使一相中上下兩橋臂中的IBGT模塊因過流而損壞,此時要求短路電流保護在短路檢出后10us內切斷門驅動電路,這種逆變器需要采用快速過電流保護裝置,可以用霍爾電流傳感器檢測每個橋臂中的電流,若因換相失敗造成上下橋臂同時導電,則相應的兩個傳感器同時檢出電流信號,經與基準電壓比較轉換成方波后,通過門電路控制封鎖所有的逆變觸發脈沖,切斷短路途徑,保護昂貴的IBGT模塊。


                          在城市用電設備增多,農村供電設備老化欠修的情況下,城鄉各地經常會出現電壓不穩、電路短路、過流等現象,結果造成人民生活不便和儀器損毀。在電源技術中使用傳感檢測功能可以使電源設備更加小型化、智能化。電源技術發展到今天,已結合了電子、功率集成、自動控制、材料、傳感、計算機、電磁兼容、熱工等諸多技術領域的精華,人們有理由相信,在 21 世紀的電源技術中,傳感器也發揮著至關重要的作用。

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                      關鍵詞:電流傳感器

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