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闭环霍尔与磁通门的区别-韦克威

2020-10-16 14:27:34 韦克威科技 73

。今天,它介绍了另外两个方案:闭环霍尔方案和磁通门方案。




闭环霍尔电流传感器


闭环霍尔


下图显示了上述开环霍尔电流传感器的结构图。在测得的电流IP在磁芯中建立磁场之后,通过霍尔元件感应的霍尔电压来测量电流值;它将电压模拟量输出到外部。


开环霍尔


闭环霍尔电流传感器基于开环原理,然后引入补偿电路。流过磁芯的电流有两部分:待测的一次侧电流和二次侧补偿电流。初级被测电流是指流过电池母线铜条的大电流,次级侧补偿电流由闭环霍尔电流传感器产生,并流经磁芯上的次级侧线圈。





具体地,由霍尔元件感应的霍尔电压不直接用于测量,而是在霍尔电压通过放大电路之后产生次级电流。次级电流流经缠绕在磁芯上的线圈,然后通过采样电阻RM流至地面。这样,次级侧电流也将在芯部中产生磁场,并且该磁场被设计为与要在初级侧测量的电流所产生的磁场相反,并且强度相等。则总磁通量为0,即霍尔元件处于0磁通量的环境中。


Fluxgate 磁通门


接下来,当霍尔元件中的磁通量为0时,可以得到以下公式。通过测量,可以获得IP; NS通常为1000-5000,约为25ma-300ma。


Fluxgate电流传感器是我们经常遇到的产品。例如,LEM的cab系列磁通门电流传感器可以分为几种类型,如下图所示:例如,标准型,C型,it型,低频型等。这里我们介绍基本的标准磁通门的原理。


标准磁通门电流传感器的结构类似于闭环霍尔结构,如下图所示。在磁芯的气隙中仅放置一个磁通门传感器,这会使电感饱和。


具体地,在该结构中,还存在要测量的初级侧电流IP(总线中的电流),并且次级侧反馈电流是(在次级侧线圈中)。类似地,只要气隙中的总磁通量为0,就可以根据以下公式计算IP:


该方案的原理框图如下:首先我们知道计算电流Ip的方法,即调节次级电流Is,使气隙的总通量为0,然后我们可以获得IP。那么,我们如何实时检测气隙处的磁通量并将磁通量调整为0?在本文中,使用可饱和电感器作为探针来识别气隙中的磁通量。它是由磁芯和线圈组成的电感式探头。





此外,气隙处的磁通量将影响探头的电感(探头的电感受外部磁场影响)。我们只需要区分磁通量为0时的电感和磁通量不为0时的电感。




那么如何识别不同磁通量下的电感呢?


磁通门电流传感器


一种方案是将电流ISI(电压源U(T))施加到感应探针的线圈。产生的磁通量和外部气隙的总磁通量(包括IPI引起的磁通量)叠加在感应探头的磁芯上。累积的磁通量会影响电感式探头的电感,并且电感与电流有关。知道ISI的电流如何受到气隙处的磁通量的影响是可以的。




省略中间的一些理论分析过程,当气隙处的总磁通量为0时,下图显示了感应探针中的电流,其中虚线表示施加到两者的方波电压U(T)探针的两端,实线是当前值I(T)。




当气隙处的总磁通量不为0时,感应探头中的电流波形如下:因此,通过检测电流值,我们可以确定气隙处的总磁通量是否为0,然后进行调整电流在次级线圈中,使气隙处的总磁通量为0。

CAB500 传感器


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