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一.概述

霍爾電流傳感器可以分為很多種，如果按照原理可以分為開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器（Open Loop Hall Effect）和閉環(huán)霍爾電流傳感器(Close Loop Hall Effect)。基于開(kāi)環(huán)原理的電流傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，過(guò)載能力強(qiáng)，體積較小，但也有很多缺點(diǎn)，如溫度影響大，精度低，反應(yīng)時(shí)間不夠快，頻帶寬度窄等。而閉環(huán)霍爾電流傳感器等特點(diǎn)是精度高，響應(yīng)快，頻帶寬，但同時(shí)也有缺點(diǎn)，即過(guò)載能力差，體積較大，工藝比較復(fù)雜，同時(shí)價(jià)格也偏高。

1、原理圖如下：

                                          開(kāi)環(huán)原理霍爾電流傳感器示意圖

                                           閉環(huán)原理霍爾電流傳感器示意圖

二、 霍爾電流傳感器的工作原理 

霍爾電流傳感器可以測(cè)量各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)原理。

2.1   電流傳感器的輸出信號(hào)

當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過(guò)電流傳感器時(shí)， 原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應(yīng)電壓，通過(guò)后續(xù)電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流IS，并存在以下關(guān)系式：   IS*NS= IP*NP。 其中，IS—副邊電流；IP—原邊電流；NP—原邊線圈匝 數(shù)；NS—副邊圈匝數(shù)；NP / NS—匝數(shù)比，一般取NP=1。

電流傳感器的輸出信號(hào)是副邊電流IS， 它與輸入信號(hào) （原邊電流IP）成正比，IS 一般小，只有10~400mA。如果輸出電流經(jīng)過(guò)測(cè)量電阻RM，則可以得到一個(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的電壓輸出信號(hào)。

2.2   電流傳感器供電電壓VA

VA指電流傳感器的供電電壓， 它必須在傳感器所規(guī)定的范圍內(nèi)。超過(guò)此范圍，傳感器不能正常工作或可靠性降低。另外，傳感器的供電電壓VA又分為正極供電電壓VA+和負(fù)極

供電電壓 VA-。要注意單相供電的傳感器，其供電電壓 VAmin是雙相供電電壓VAmin 的2倍， 所以其測(cè)量范圍要高于雙相供電的傳感器。

2.3   測(cè)量范圍Ipmax

測(cè)量范圍指電流傳感器可測(cè)量的最大電流值，測(cè)量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值I 。

霍爾電流傳感器可以測(cè)量各種類型的電流，從直流電到幾十千赫茲的交流電，其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)原理。它有兩種工作方式，即磁平衡式和直式。霍爾電流傳感器一般由原邊電路、聚磁環(huán)、霍爾器件、（次級(jí)線圈）和放大電路等組成。 

直放式電流傳感器（開(kāi)環(huán)式）：當(dāng)電流通過(guò)一根長(zhǎng)導(dǎo)線時(shí)，在導(dǎo)線周圍將產(chǎn)生一磁場(chǎng)，這一磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線的電流成正比，它可以通過(guò)磁芯聚集感應(yīng)到霍爾器件上并使其有一信號(hào)輸出。這一信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大器放大后  直接輸出，一般的額定輸出標(biāo)定為4V。 

磁平衡式電流傳感器（閉環(huán)式）：磁平衡式電流傳感器也稱補(bǔ)償式傳感器，即主回路被測(cè)電流Ip在聚磁環(huán)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)一個(gè)次級(jí)線圈，電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而使霍爾器件處于檢測(cè)零磁通的工作狀態(tài)。當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過(guò)電流傳感器時(shí)，原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應(yīng)電壓，通過(guò)后續(xù)電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流IS，并存在以下關(guān)系式： IS* NS= IP*NP。（其中，IS—副邊電流；IP—原邊電流；NP—原邊線圈匝數(shù)；NS—副邊線圈匝數(shù)；NP/NS—匝數(shù)比，一般取NP=1。） 

磁平衡式電流傳感器的具體工作過(guò)程為：當(dāng)主回路有一電流通過(guò)時(shí)，在導(dǎo)線上產(chǎn)生的磁場(chǎng)被聚磁環(huán)聚集并感應(yīng)到霍爾器件上， 所產(chǎn)生的信號(hào)輸出用于驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的功率管并使其導(dǎo)通，從而獲得一個(gè)補(bǔ)償電流Is。 這一電流再通過(guò)多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng) ，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而補(bǔ)償了原來(lái)的磁場(chǎng)， 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當(dāng)與Ip與匝數(shù)相乘所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相等時(shí)，Is不再增加，這時(shí)的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時(shí)可以通過(guò)Is來(lái)平衡。被測(cè)電流的任何變化都會(huì)破壞這一平衡。 

一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。經(jīng)功率放大后，立即就有相應(yīng)的電流流過(guò)次級(jí)繞組以對(duì)失衡的磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。

三、 霍爾電流傳感器型號(hào)說(shuō)明

四、 霍爾電流傳感器外形尺寸

1、MHE1-400-40外形尺寸

2、MHE2-600-50外形尺寸

3、MHE3-800（1000）-60外形尺寸

4、MHE4-1500-80外形尺寸

 

5、MHE5-2000-100外形尺寸