[实用新型]一种开环型霍尔电流传感器及电路有效

专利信息
申请号: 201621170717.1 申请日: 2016-10-26
公开(公告)号: CN206348379U 公开(公告)日: 2017-07-21
发明(设计)人: 杭洋;刘桃明;傅俊寅;汪之涵 申请(专利权)人: 深圳青铜剑科技股份有限公司
主分类号: G01R19/00 分类号: G01R19/00
代理公司: 深圳新创友知识产权代理有限公司44223 代理人: 王震宇
地址: 518057 广东省深圳市南山区*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 开环 霍尔 电流传感器 电路
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及电流传感器,特别是一种开环型霍尔电流传感器及电路。

背景技术

传感器是一种检测装置,能检测到被检设备的相关信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器应用范围非常广泛,为仪器仪表设备提供一种全新的技术支持。霍尔电流传感器是应用霍尔效应原理研制出的一种对原边电流进行隔离检测的电流检测元件,原边电流产生的磁场由聚磁环所收集,置于聚磁环中的霍尔元件对该磁场进行采集,产生一个与原边磁场等比例的霍尔电压,通过测量该霍尔电压的大小,就可实现对原边电流的隔离检测。广泛应用于各种变流技术、交流数控装置等以电流作为控制对象的自控领域中。

现有的霍尔电流传感器有开环和闭环两种。开环型霍尔电流传感器由带气隙的环(方)形磁芯、霍尔元件及放大电路组成,霍尔元件直接检测待测电流在磁芯气隙中产生的磁场强度,其灵敏度适中,温度稳定性是最重要因素,一般选砷化镓材料制作的分子束外延型霍尔元件MG910,分子束外延型霍尔元件因其分子束外延的工艺过程是物理过程,产生不均匀、层错或位错等缺陷的几率要小得多。然而,在磁场不变的情况下,霍尔元件的输出电压随着工作温度递增几近线性递减,这就对电流测量精度造成了影响。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足,提供一种精确度高、高性能的开环型霍尔电流传感器及具有该电流传感器的电路,提高稳定性,降低温度变化对电流测量精度的不利影响。

为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种开环型霍尔电流传感器,包括霍尔元件,还包括温度补偿电路,所述温度补偿电路包括线性正温度系数恒流源、同相放大器和零点电压调节电路,所述线性正温度系数恒流源的输出端耦合到所述霍尔元件和所述零点电压调节电路,所述同相放大器的输入端耦合到霍尔元件,以利用所述同相放大器将所述霍尔元件的差分输出变换成单端输出,所述零点电压调节电路利用从所述霍尔元件的输入端上引出的电压对所述电流传感器的零点电压进行比例调节,通过所述线性正温度系数恒流源、所述同相放大器所述和所述零点电压调节电路实现所述霍尔元件的温度跟踪补偿。

进一步地:

所述线性正温度系数恒流源包括第一三极管、第二三极管、三端可调稳压器件、二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻,所述二极管的阳极通过所述第二电阻连接电源正端,所述二极管的阴极连接所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的基极,所述第二三极管的发射极通过所述第一电阻连接电源正端,所述第二三极管的集电极、所述第一三极管的基极共同连接所述三端可调稳压器件的输出端,并通过所述第四电阻连接电源正端,所述三端可调稳压器件的输入端通过所述第三电阻连接所述三端可调稳压器件的第三端以及所述第一三极管的发射极,所述霍尔元件的第一通电端连接所述三端可调稳压器件的输入端和所述第三电阻。

所述同相放大器包括第一运算放大器和第二运算放大器,所述零点电压调节电路包括第一电位器,所述第一运算放大器的第一输入端连接所述霍尔元件的第一输出端,所述第一运算放大器的第二输入端连接所述第一电位器的调节端,所述第一运算放大器的输出端与所述第一电位器的第二端以及所述霍尔元件的第二通电端相连并耦合到电源负端,所述第一电位器的第一端连接所述霍尔元件的第一通电端,所述霍尔元件的第二输出端通过所述第二运算放大器连接电压输出端。

所述第一电位器的第一端通过第五电阻连接所述霍尔元件的第一通电端,所述第一电位器的第二端通过第六电阻连接所述霍尔元件的第二通电端,所述霍尔元件的第二通电端通过第七电阻连接到电源负端,并通过与第七电阻串联的第一电容接地。

还包括RC滤波器;所述第二运算放大器的第二输入端连接所述霍尔元件的第二输出端,所述第二运算放大器的第一输入端连接所述RC滤波器的反馈端,所述第二运算放大器的输出端通过所述RC滤波器连接到电压输出端。

所述RC滤波器包括第二电容、第三电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻,所述第二运算放大器的输出端通过第八电阻连接电压输出端,所述第二运算放大器的输出端通过第二电容连接所述第二运算放大器的第一输入端,所述第三电容连接在所述第二运算放大器的第一输入端与所述电压输出端之间,所述第九电阻与所述第十电阻串联在所述第二运算放大器的第一输入端与所述电压输出端之间,所述第二运算放大器的第一输入端通过所述第十一电阻接地。

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