霍爾電流傳感器工作原理 如何選擇磁芯和芯片

霍爾電流傳感器工作原理，是標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán)鐵芯有一個(gè)缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環(huán)上繞有線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，則霍爾傳感器有信號(hào)輸出。 由于通電螺線管內(nèi)部存在磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測(cè)量出磁場(chǎng)，從而確定導(dǎo)線中電流的大小。利用這一原理可以設(shè)計(jì)制成霍爾電流傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是不與被測(cè)電路發(fā)生電接觸，不影響被測(cè)電路，不消耗被測(cè)電源的功率，特別適合于大電流傳感?！　?/p>

? 那么，在設(shè)計(jì)開環(huán)霍爾電流傳感器時(shí)，如何選擇磁芯和芯片是非常關(guān)鍵的問題。 傳統(tǒng)的霍爾傳感器通常封閉在鐵磁芯（環(huán)形或方形）的氣隙中，包裹在載流導(dǎo)體周圍。 ?

對(duì)于電流 I 和氣隙為 d 的鐵磁芯，傳感器位置（氣隙中心）處的磁場(chǎng) B 可以近似為：

公式 1：磁芯配置的磁場(chǎng)估計(jì)公式。

鐵磁芯的命名約定是 C 后跟氣隙尺寸（例如，C5 表示 5mm 氣隙屏蔽）。 下面舉例說明：

A磁芯

I = 120A→B = 1.25 x 120 [A] / 1.68 [mm] = 89.3[mT]

所需的傳感器靈敏度: S = 2000 [mV] / 89.3?[mT] = 22.4[mV/mT]

B磁芯

I = 300A→B = 1.25 x 300 [A] / 3.5 [mm] = 107 [mT]

所需的傳感器靈敏度: S = 2000 [mV] / 107?[mT] = 18.7 [mV/mT]

C-5磁芯

I = 500A→B = 1.25 x 500 [A] / 5 [mm] = 125 [mT]

所需的傳感器靈敏度: S = 2000 [mV] / 125 [mT] = 16 [mV/mT]

所需的靈敏度參數(shù)確定后，我們就可以選擇一款合適的線性霍爾芯片，可以選擇固定靈敏度的芯片，也可以選擇可編程靈敏度的芯片，例如下面可選芯片：

例如：CH603/CH604/CH605系列是高靈敏度、高性價(jià)比的線性霍爾IC產(chǎn)品，采用了雙極技術(shù)。該系列靜態(tài)輸出電壓為電源電壓的50%。CH603/CH604/CH605系列提供高精度和溫度補(bǔ)償，工作溫度范圍為-40至+150℃，適用于家用電器、工業(yè)和汽車環(huán)境。該芯片主要應(yīng)用：工業(yè)縫紉機(jī)，云臺(tái)，高端視頻監(jiān)控器，高端電動(dòng)車，游戲手柄，咖啡機(jī)，VR一體機(jī)，調(diào)速開關(guān)，儀表等。

如果需要自行對(duì)芯片編程，根據(jù)靈敏度范圍，可以選擇CHA611 汽車級(jí)可編程線性霍爾芯片，該芯片支持 5V 單電源供電。120 kHz帶寬，< 3us 響應(yīng)時(shí)間，0.8 – 24 mV/G 可編程，全溫-40到150度范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn) 2% 精度。芯片出廠前完成靜態(tài)（零電流）輸出電壓的校準(zhǔn)。芯片通過AEC-Q100認(rèn)證。該芯片主要應(yīng)用：汽車BMS電流檢測(cè)，新能源車主驅(qū)電流檢測(cè)等。

選擇好合適的磁環(huán)和芯片，就可以做出一款適合使用的霍爾電流傳感器了，下圖為電動(dòng)車控制器中使用磁環(huán)加線性霍爾芯片的應(yīng)用實(shí)例：

編輯：黃飛

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