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發(fā)布時(shí)間：2022年4月29日                      作者：德國(guó)GMC-I高美測(cè)儀（上海電勵(lì)士）

霍爾電流傳感器分類(lèi)：

本文會(huì)著重分析到的霍爾式，在遍及工業(yè)與生活的各大領(lǐng)域中，電流檢測(cè)是不容忽視的一個(gè)重要市場(chǎng)門(mén)類(lèi)。傳統(tǒng)上，常見(jiàn)到的檢測(cè)技術(shù)包括電阻采樣式（Shunt），電流互感器式（Current Transformer），磁阻式（xMR）等。

霍爾式電流傳感器具有當(dāng)今業(yè)界技術(shù)成熟和性?xún)r(jià)比最高等特點(diǎn)，因而廣受行業(yè)內(nèi)人士的喜愛(ài)；能檢測(cè)的范圍涵蓋DC和AC，電流從A級(jí)到kA級(jí)，靈敏度適中。

霍爾式又可以分為閉環(huán)式和開(kāi)環(huán)式電流互感器。從構(gòu)造復(fù)雜度和性?xún)r(jià)比而言，開(kāi)環(huán)式結(jié)構(gòu)有著更高的綜合效益。開(kāi)環(huán)霍爾檢測(cè)，主要有單芯片檢測(cè)技術(shù)，和霍爾檢測(cè)模塊技術(shù)兩種。單芯片技術(shù)對(duì)于小電流范圍和低功耗應(yīng)用好。---線(xiàn)性霍爾傳感器

本文將針對(duì)霍爾電流模塊，著重探討其中的磁場(chǎng)學(xué)考量和電子設(shè)計(jì)因素，以幫助您進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)。

我們知道，霍爾效應(yīng)利用垂直磁場(chǎng)中的霍爾板，感應(yīng)出與磁場(chǎng)成正比的電壓（即霍爾電壓）的原理，進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量。現(xiàn)實(shí)世界中的磁場(chǎng)源無(wú)非三種，磁鐵是其中一種，而導(dǎo)體流過(guò)的電流，也是重要的一種。根據(jù)安培右手螺旋定則，直導(dǎo)線(xiàn)電流，產(chǎn)生環(huán)繞導(dǎo)線(xiàn)方向的磁場(chǎng)。

但是，當(dāng)單純依靠電流產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，由于相對(duì)自由的散布在空間，非常容易受到外在雜散磁場(chǎng)影響。比如，其他通電導(dǎo)線(xiàn)，或者附近電機(jī)的磁場(chǎng)都有可能完全混淆到磁場(chǎng)中，使原本的待測(cè)電流信號(hào)不可辨分。

檢測(cè)磁鐵為例的霍爾效應(yīng)示意圖

霍爾式電流傳感器構(gòu)造原理：

作為基本的磁學(xué)原理，所有各條磁感線(xiàn)具有永不相交和各自閉合的特性。當(dāng)使用帶氣隙（airgap）的磁環(huán)時(shí)，由于磁環(huán)本身為軟磁（Soft Iron）材料的導(dǎo)磁（magnetic conduction）特性，使電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)匯聚到磁環(huán)中，并在氣隙中產(chǎn)生均勻磁場(chǎng)（homogeneousfield）。由此，很容易直觀(guān)理解其結(jié)構(gòu)的兩大優(yōu)點(diǎn)，外在雜散磁場(chǎng)對(duì)氣隙中的磁場(chǎng)影響小到可以忽略，并且在氣隙中磁場(chǎng)因獲得額外增益而得以加強(qiáng)。---電流傳感器

在氣隙狹小的空間中，磁環(huán)方案的電流檢測(cè)獲得出色的抗干擾、抗共模特性。

假設(shè)氣隙的大小是g（mm)，如圖所示。而導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)的電流為I（A），則磁感強(qiáng)度B（mT）可以由以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出

以電流為400A、氣隙大小是2.5mm為例，在氣隙內(nèi)的區(qū)域，可以產(chǎn)生200mT(即2000Gauss)的磁場(chǎng)。

這時(shí)候，為了檢測(cè)該磁場(chǎng)，氣隙中需要一顆能夠處理200mT磁感應(yīng)強(qiáng)度的線(xiàn)性霍爾電流傳感器芯片放置在氣隙中，它可以用來(lái)反映被檢測(cè)的電流。