乐乐的电气知识储备库关于电流检测的霍尔传感器选型和应用

_本文原题：关于电流检测的霍尔传感器选型和应用
安科瑞高佳乐
摘要：电流检测在各个领域的应用越来越广泛，传统的霍尔传感器的灵敏度比较低，受外界影响较大，由此应用新型霍尔传感器来弥补其功能缺陷，介绍了莱姆HO系列霍尔传感器的多项功能，以HO-15-NP霍尔传感器为例，着重介绍了霍尔传感器在电流检测及其线性度方面的介绍。
关键词：霍尔传感器；电流检测；线性度；分析
0引言
电流检测在机械的控制、保护、检测、动力管理等方面有着重要的应用。例如：电机驱动控制、变频控制、电池荷电状态监测等。但在电流测量中存在2个困难：1）测量仪表不方便直接串入电路中；2）电流检测电路与被测电路不能直接耦合，否则，会影响被测电路的直流工作点。霍尔传感器由于具有体积小、功耗低、噪声小、隔离效果好等优点，在电流监测方面受到广泛的青睐。特别是霍尔传感器配合磁环的设计一直被广泛地使用。但由于传统的霍尔传感器的灵敏度比较低，对于处理电路要求高，系统成本高。传统的霍尔传感器如果使用不当，它的霍尔电压UH与磁感应强度B为非线性关系，且存在不平衡电压，严重影响检测系统的精度。基于霍尔效应的莱姆HO系列霍尔传感器，很大程度上提高了电流检测的灵敏度，而且处理电路简单，安装方便，线性度好，具有较高的准确度。
1 HO系列霍尔传感器的功能介绍
与传统的开环霍尔传感器相比而言， HO开环霍尔传感器拥有的优点包括：具有良好的线性度，灵敏度高；可编程的过流检测功能；可编程响应时间短（2到6us）；低零点和增益漂移；多种量程设置，可实现标称为2.67到25A的电流测量；设计者可以通过专用的端口将HO系列霍尔传感器输出参考电压设置为0.5、1.5、1.65或2.5V；可PCB封装。
2 HO系列霍尔传感器的电流检测功能分析
如下图所示，是HO-15-NP电流传感器的连接图，通过输入和输出端口将传感器串联在需要进行电流检测的导线上，输出端即可采集所测电流信号；如果所测电流过小，可以通过设置外部参考电压。传统的霍尔传感器只能检测特定范围的电流信号，如果要检测的电流更大或者更小的话就需要更换传感器。对于传统霍尔传感器的局限性， HO系列可通过8、9、10和11、12、13端的串联来改变测量范围。其串联方式如下表所示。

本文插图
图1HO-15-NP电路连接图
实验从（0-5.0A）平均测得50组数据，绘成曲线如下图所示，选择的莱姆HO-15-NP电流传感器的输出电压和输入电流成线性关系，实验结果验证其线性度非常高。

本文插图
图2电流与电压的关系
对于测量量程的变化，其误差变化率会有微弱的变化，其线性误差模拟如下图所示。

本文插图
图3线性误差
总体来讲，通过HO-15-NP电流传感器来检测电流可以快速地检测出交直电流，单个传感器可测多种范围的电流，节约了备用器件成本。还可配合ODC功能来进行过电流保护。
3安科瑞霍尔传感器产品选型
3.1产品介绍
霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受，响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强。适用于电流监控及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器， UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制。