30 kA 闭环式集成霍尔电流传感器设计

基于 0. 18 μm CMOS 工艺设计了一种大量程闭环式集成霍尔电流传感器。 采用片内高灵敏度霍尔器件检测待测电流 产生的磁场并线性输出霍尔信号,霍尔电压经过线性放大、失调消除和比例积分调节后与三角载波进行比较产生 PWM 波,驱 动全桥式功率放大电路工作。 功率放大电路输出的电流送入聚磁环的二次绕组后形成一个闭环的二次侧补偿,使聚磁环气隙 中的霍尔器件处于零磁通状态,从而提高了大电流检测的精度。 仿真结果表明,所设计的集成霍尔电流传感器的最大测量范围 为 30 kA,准确度为 1 级,功耗小于 1. 08 W,芯片面积仅有 0. 2 mm 2 。     

基于霍尔传感器阵列的电流测量系统

集磁环的存在导致开环式和闭环式霍尔效应传感器存在磁饱和现象。一种由多个霍尔元件构成圆形阵列方式的传感器阵列电流测量系统,通过测量一次导线产生的磁场计算得到被测电流数值克服了这一现象。首先建立霍尔传感器阵列数学模型,分析霍尔元件数量、载流体偏心引入的误差变化,然后设计加权增益调整电路、移相电路和基于电压反馈的功率放大电路,用于实现大功率信号输出,最后根据试验结果证明,所设计的电流测量系统整体准确度达到0.2级水平。该电流测量系统包含16个霍尔元件,检测电流变比为600 A/5 A,系统功耗仅0.4 W。     

锂离子蓄电池动力电源电流检测系统的设计

针对锂离子蓄电池动力电源电流检测系统的要求以及现有电流检测系统存在的不足,采用霍尔电流传感器,并设计模拟接口电路实现双量程测量,有效提高了大量程电流测量系统的精度。配合信号发生器设计了硬件定标方法、配合上位机及高精度电压表设计了软件定标方法,可有效解决电子器件之间的差异、单片机A/D电源不稳定及环境变化对系统带来的误差。实验结果表明该系统测量精度高。     

基于二维回归分析法的霍尔电流传感器温度补偿

霍尔电流传感器受温度影响比较大,因此需要对该传感器进行温度补偿。本文在恒温场中对霍尔电流传感器施加不同的测试电流,用温度传感器监测它的工作温度,根据监测结果采用二维回归分析法建立起被测电流、霍尔电流传感器输出电压和其丁作温度之间的函数关系并进行数据融合处理,削弱温度对该电流传感器的干扰。融合结果表明,补偿后比补偿前该电流传感器的测量精度提高了1～2个数量级。将该算法存储到单片机中,通过硬件电路实现对两传感器采集数据的实时处理,使得该传感测试系统具有一定的自适应能力。同以往的方法相比,该软件补偿方法更能满足实际测量的要求。     

磁场的智能数字测量系统原理和设计

介绍用霍尔效应测量磁场的原理和方法。设计了使用霍尔传感器测量磁场的硬件电路和主程序框图 ,同时详细分析了不平衡电动势的自动补偿电路和自动量程切换技术实现的方法。本智能磁场测量系统既适合测量直流磁场 ,又可测量交变磁场 ,且体积小 ,性能高 ,适用频率范围宽。     

基于卡尔曼滤波融合的电机电流高精度检测与处理

根据同步采样下跟踪系统电机电流波动规律,推导出基波电流可以等效为载波中点和起点处电流采样值,并分析了同步采样与非同步采样下电流谐波,得出同步采样可以有效减小载波二倍频率谐波及高次谐波。针对跟踪系统在高仰角跟踪时,电机电流大变化剧烈,电流检测精度下降的情况,将不同量程不同精度的电流传感器应用于电机电流检测中,使用集中式卡尔曼(Kalman)滤波融合技术融合多传感器电流数据,在传感器量程内实时地获得了较高的电流检测精度,避免了传统滤波算法带来的电流滤波延时。     

阵列式霍尔传感器去偏心误差优化算法设计

在实际应用中,因为导线偏心误差的存在,会使阵列式霍尔传感器的测量精度受到很大影响。为了解决这一问题,文中以由八个霍尔元件构成的圆形阵列式霍尔电流传感器为例,在分析了导线位置偏移对霍尔传感器测量精度的影响的基础上,对比前人提出的导线定位算法,提出并详细阐述了去偏心误差优化算法设计,通过检测导线位置的偏移引起的各霍尔元件输出电压的变化,对各个霍尔元件的输出电压增益进行自动反馈调整,在尽力简化算法运算复杂度的同时起到消除导线偏心误差的作用。仿真结果表明,通过对霍尔元件输出电压加权增益系数的反馈调整,可以很好地消除导线偏心误差的影响,使传感器的测量精度得到很大的提高。该算法适用于所有圆形阵列式的霍尔电流传感器,亦可推广至所有基于圆形阵列结构的电流测量传感器。     

磁场的智能数字测量系统原理和设计

介绍用霍尔效应测量磁场的原理和方法。设计了使用霍尔传感器测量磁场的硬件电路和主程序框图,同时详细分析了不平衡电动势的自动补偿电路和自动量程技术实现的方法。本智能磁场测量系统既适合测量直流磁场,又可测量交变磁场,且体积小,性能高,适用频率范围宽。     

晶闸管智能模块中的微型霍尔电流传感器的设计

传感器在系统中担负着采集信息的重要任务,传感器准确度和可靠性的高低,决定着该系统的成败。介绍了一种利用砷化镓霍尔元件设计的微型霍尔电流传感器。首先对磁路原理进行了分析,并根据此原理设计了满足大电流、小体积要求的磁芯,介绍了霍尔电流传感器的工作原理,并设计了放大整流电路,对电路各个部分做了介绍,特别是对补偿霍尔元件的温度漂移电路作了详细的介绍。最后列出实验结果。该传感器具有体积小、准确度高、线性度好、灵敏度高、功耗低、电路结构简单等优点。     

矩形阵列霍尔电流传感器设计及平行导线磁场干扰分析

针对某型号直流断路器入口铜排的大电流测试需求,构建了矩形阵列霍尔电流传感器(RA-HCT)的基本模型;从机理角度剖析外部磁场对传感器测量准确度的影响,并构建外部平行导线对霍尔电流传感器的影响模型,得出测量误差计算方法,设计实现额定电流10 kA的12点阵RA-HCT。通过设计对比试验,得出x轴方向理论误差与实际误差最大为10%左右,y轴方向理论误差与实际误差最大为2%左右,小于设计误差3%,满足装备的测试需求,并验证了算法的正确性,为提高传感器的测量准确度提供了理论依据。