[實用新型]一種電流輸出閉環型霍爾電流傳感器用電子線路

有效

• 申請號: 202120808848.2
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN214750537U
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 鄒高芝;張祥
• 申請（專利權）人: 南京托肯電子科技有限公司
• 主分類號: G01R19/32
• 分類號: G01R19/32;G01R15/20;G01R1/30
• 代理公司: 南京禾易知識產權代理有限公司 32320
• 代理人: 張松云

本實用新型屬于霍爾電流傳感器電子線路領域，公開了一種電流輸出閉環型霍爾電流傳感器用電子線路，提供一種從運算放大器電源端取電流信號并加電平轉移和對輸出三極管進行靜態偏置，用運算放大器靜態工作電流的線性負溫度系數對輸出三極管PN結壓降的線性負溫度系數全溫區跟蹤補償，運算放大器與三極管組成壓控電流源并帶可變電流放大倍數，霍爾元件的輸出電壓經壓控電流源中的運算放大器放大后，由壓控電流源的輸出功率管驅動次級線圈產生與輸入電流一一對應的次級電流，對多個霍爾元件輸出求算術平均值，在霍爾元件恒壓偏置電壓端加一積分電路，電源端帶TVS管、共模、差模濾波器的電流輸出閉環型霍爾電流傳感器用電子線路。

技術領域

本實用新型具體涉及一種電流輸出閉環型霍爾電流傳感器用電子線路。

背景技術

電流傳感器是一種應用十分廣泛的電子組件,它被廣泛應用于各種變流技術、交流數控裝置等以電流作為控制對象的自控領域中。

對電流的非接觸測量和監控方法很多,霍爾電流傳感器因其優異的性價比被廣泛應用而形成產業化；霍爾電流傳感器通常有開環、閉環兩種工作模式,閉環型霍爾電流傳感器由用軟磁材料制成的環形磁芯、霍爾元件、次級線圈及適當的功率放大電路組成，在這里霍爾元件起指零器的作用，因此其靈敏度越高越好，一般選InSb材料制作的高靈敏度霍爾元件，其相關特性如圖1、圖2所示。國外寬電源范圍閉環型霍爾電流傳感器電子線路圖如圖3，這種電子線路存在以下問題：

1，如圖1，InSb霍爾元件的不平衡電壓在恒壓工作條件下其溫度特性非常平坦。而在圖3中，當傳感器供電電壓一定時，兩種電子線路中霍爾元件都在恒流條件下工作，當工作溫度低于0℃時，傳感器的零點溫漂將會很大，嚴重影響傳感器的電流測量精度，從而限制了傳感器的工作溫度范圍。

2.這種電子線路中運算放大器的輸出端驅動無偏置的射極跟隨器，因此用這種電子線路的電流傳感器在測量交變電流時，其輸出波形中存在非常嚴重的交越失真。從放大器的輸出端看，放大器輸出直接控制一個無偏置的射極跟隨器其負載電阻由電源電壓直接偏置，壓控電流源的輸出電流越大其靜態功耗越大，負載電阻上的功耗越大，因此負載電阻必須是大功率電阻。

3.在工業自控系統中，電流傳感器一般由開關電源供電，開關電源一般由變壓器變壓、整流、濾波成直流電壓向控制系統供電，而濾波一般由大容量鋁電解電容器完成，隨著時間、工作溫度的增加，鋁電解電容器的電解液不斷揮發，導致鋁電解電容器的等效阻抗不斷增加、濾波效果下降，向控制系統供電的直流電壓中的紋波電壓幅度不斷增加到正負18V

(24V)以上，隨著系統電源開關次數增加，供電電源不斷沖擊電流傳感器中的運算放大器，次級線圈的兩端產生高壓不斷沖擊傳感器輸出三極管造成傳感器中的放大器、三極管損壞而電流傳感器失效。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種電流輸出閉環型霍爾電流傳感器用電子線路，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種電流輸出閉環型霍爾電流傳感器用電子線路，包括壓控電流源，所述壓控電流源內設置有運算放大器、輸出三極管及帶電平轉移的靜態偏置電路，所述運算放大器與霍爾元件連接，所述運算放大器輸入端設置有電平轉移電路，從所述運算放大器電源端取電流信號并加電平轉移和對所述輸出三極管進行靜態偏置并帶可變電流放大倍數，用所述運算放大器靜態工作電流的線性負溫度系數對所述輸出三極管PN結壓降的線性負溫度系數全溫區跟蹤補償，所述運算放大器輸出端直接驅動或先驅動帶自偏置推挽三極管后再驅動帶電平轉移的負載電阻，所述霍爾元件的輸出電壓經所述壓控電流源中的所述運算放大器放大后，由所述輸出三極管驅動次級線圈產生與輸入電流一一對應的次級電流。在所述霍爾元件恒壓偏置電壓端加一積分電路，所述電子線路的供電電源端間加有TVS管、共模和差模濾波回路，在所述的次級線圈兩端均加高壓釋放二極管。