[發(fā)明專利]一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910285643.8 | 申請(qǐng)日： | 2019-04-10 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110095644A | 公開（公告）日： | 2019-08-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 譚超;龔曉輝;楊哲;樂周美;柳國(guó)霄;吳晨光;李興林 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 三峽大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01R19/00 | 分類號(hào)： | G01R19/00 |
| 代理公司： | 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103 | 代理人： | 吳思高 |
| 地址： | 443002 *** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 霍爾芯片 霍爾電流傳感器 輸出端電壓 加法器 開環(huán) 放大器 開口氣隙 傳感器 磁環(huán) 傳感器磁路 電壓輸出 反饋電阻 目標(biāo)輸出 偏心距離 相加 放大 輸出 | ||
一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器，包括兩個(gè)幾何尺寸相同的磁環(huán)，每一個(gè)磁環(huán)開設(shè)有兩個(gè)寬度相同的開口氣隙為傳感器磁路，每一個(gè)開口氣隙處放置有一個(gè)霍爾芯片，四個(gè)霍爾芯片連接加法器，加法器連接放大器。通過加法器將四個(gè)霍爾芯片輸出端電壓相加，得到四個(gè)霍爾芯片輸出端電壓之和，并通過放大器對(duì)此輸出端電壓之和進(jìn)行放大或縮小，得到與待測(cè)電流呈正比的電壓輸出。這樣傳感器輸出為四個(gè)霍爾芯片產(chǎn)生的電壓和，在調(diào)節(jié)反饋電阻大小從而達(dá)到目標(biāo)輸出。本發(fā)明一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器，該傳感器能夠明顯克服被測(cè)導(dǎo)線偏心距離而產(chǎn)生的誤差，提高霍爾電流傳感器精度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種霍爾電流傳感器，具體是一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器。
背景技術(shù)
霍爾電流傳感器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、低功耗、良好精度、測(cè)交直流、不需要和原電路相接觸，能實(shí)現(xiàn)mA～kA量程的在線監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電流監(jiān)控及電池應(yīng)用、逆變電源及太陽能電源管理系統(tǒng)、直流屏及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、電鍍、焊接應(yīng)用、變頻器，UPS伺服控制等系統(tǒng)電流信號(hào)采集和反饋控制。
目前，無論是開環(huán)霍爾電流傳感器還是閉環(huán)霍爾電流傳感器，都存在一個(gè)明顯缺陷，即：被測(cè)導(dǎo)線必須置于磁環(huán)中心。但是實(shí)際應(yīng)用過程中，不可能一直將被測(cè)導(dǎo)線置于磁環(huán)中心，必然存在偏心距，這導(dǎo)致了霍爾電流傳感器輸出偏移，且被測(cè)導(dǎo)線偏心距離越大，輸出偏移越大，這直接影響了霍爾電流傳感器的精度。針對(duì)上述問題，用傳統(tǒng)的機(jī)械外殼結(jié)構(gòu)將導(dǎo)線固定在中心，這是一種解決方式，但是，這種方式只針對(duì)特定直徑的導(dǎo)線，通用性并不強(qiáng)，且實(shí)際應(yīng)用過程中安裝較為麻煩，所以目前沒有明顯能夠解決上述問題的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了降低霍爾電流傳感器輸出因被測(cè)導(dǎo)線偏心距離而產(chǎn)生的誤差，本發(fā)明提供了一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器，該傳感器能夠明顯克服被測(cè)導(dǎo)線偏心距離而產(chǎn)生的誤差，提高霍爾電流傳感器精度。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器，包括兩個(gè)幾何尺寸相同的磁環(huán)，每一個(gè)磁環(huán)開設(shè)有兩個(gè)寬度相同的開口氣隙為傳感器磁路，每一個(gè)開口氣隙處放置有一個(gè)霍爾芯片，四個(gè)霍爾芯片連接加法器，加法器連接放大器。
通過加法器將四個(gè)霍爾芯片輸出端電壓相加，得到四個(gè)霍爾芯片輸出端電壓之和，并通過放大器對(duì)此輸出端電壓之和進(jìn)行放大或縮小，得到與待測(cè)電流呈正比的電壓輸出。這樣傳感器輸出為四個(gè)霍爾芯片產(chǎn)生的電壓和，在調(diào)節(jié)反饋電阻大小從而達(dá)到目標(biāo)輸出。
該霍爾電流傳感器包括PCB印刷板，PCB印刷板放置于兩個(gè)正方形磁環(huán)中間，并用相應(yīng)骨架固定；PCB印刷板上面的正方形磁環(huán)C1橫向放置，PCB印刷板下面的正方形磁環(huán)C2縱向放置，即讓這四個(gè)開口氣隙在正方形磁環(huán)正方形四條邊上，且關(guān)于磁芯中心對(duì)稱。
所述傳感器磁路為雙磁芯磁路，雙磁芯磁路包括兩個(gè)相同磁環(huán)分別開兩個(gè)相同氣隙所構(gòu)成的四氣隙雙磁芯。
所述磁環(huán)采用鐵氧體材料。
所述磁環(huán)為方形、或者圓形。
所述磁環(huán)，開口大小為：1.2mm。
本發(fā)明霍爾電流傳感器原理為圖1所示，當(dāng)被測(cè)電流IP通過傳感器磁芯時(shí)，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)由磁芯C1和C2的聚磁作用，使四個(gè)霍爾芯片DS-CC6501上方各產(chǎn)生一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，從而四個(gè)霍爾芯片各輸出一個(gè)電壓U，經(jīng)過由運(yùn)算放大器TS922組成的加法器電路后，為達(dá)到目標(biāo)增益，在接由TS922構(gòu)成的同相比例放大電路，所以輸出電壓UO如下：
本發(fā)明一種新型高精度開環(huán)霍爾電流傳感器具體通過三個(gè)部分實(shí)現(xiàn)，其分別為：
用于提供聚磁效應(yīng)的兩個(gè)磁芯；
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