1 引言 　　 近年來，新一代功率半導體器件大量進入電力電子、交流變頻調速、逆變裝置及開關電源等領域。原有的電流檢測元件已不適應中高頻、高di/dt電流波形的傳遞和檢測�；魻栯娏鱾鞲衅魇墙畮啄臧l(fā)展起來的測量控制電流的新一代工業(yè)用傳感器，是一種新型的高性能電氣檢測元件�！　� 　　霍爾電流由于具有精度高、線性好、頻帶寬、響應快、過載能力強和不損失被測電路能量等諸多優(yōu)點，因而被廣泛應用于變頻調速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、變電站、電解電鍍、數控機床、微機監(jiān)測系統(tǒng)、電網監(jiān)控系統(tǒng)和需要隔離檢測大電流、電壓的各個領域中。在電力電子產品中，對大電流進行精確的檢測和控制也是產品安全可靠運行的根本保證。 2 霍爾傳感器的性能特點 　　霍爾電流傳感器具有優(yōu)越的電性能，是一種先進的、能隔離主電路回路和電子控制電路的電檢測元件。它綜合了互感器和分流器的所有優(yōu)點，同時又克服了互感器和分流器的不足（互感器只適用于50Hz工頻測量；分流器無法進行隔離測量）。 利用同一只霍爾電流傳感器既可以檢測交流也可以檢測直流，甚至可以檢測瞬態(tài)峰值，因而是替代互感器和分流器的新一代產品�；魻栯娏鱾鞲衅骶呷缦绿攸c： 可測量任意波形的電流�；魻栯娏鱾鞲衅骺梢詼y量任意波形的電流參量，如直流、交流和脈沖波形等。也可以對瞬態(tài)峰值參數進行測量，其副邊電路可以忠實地反映原邊電流的波形。 這一點普通互感器無法與其相比，因為普通的互感器一般只適用于50Hz的正弦波； 精度高。一般的霍爾電流傳感器在工作區(qū)域內的精度優(yōu)于1%，該精度適合于任何波形的測量，而普通 互感器精度一般為3%～5%，且只適合于50Hz的正弦波形；線性度優(yōu)于0.5%；動態(tài)性能好。一般霍爾傳感器動態(tài)響應時間小于7μs，跟蹤速度di/dt高于50A/μs； 霍爾電流傳感器以其優(yōu)異的動態(tài)性能為提高現代控制系統(tǒng)的性能提供了關鍵的基礎（無感元件）。一般普通互感器的動態(tài)響應時間為10～20μs，這顯然已不適應工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展的需要（感性元件）工作頻帶寬�？稍�0～20kHz頻率范圍內很好地工作；過載能力強，測量范圍大（0～±10000A）可靠性高，平均無故障工作大于5×10000小時；尺寸小，重量輕，易于安裝且不會給系統(tǒng)帶來任何損失。 　　 3 霍爾傳感器的工作原理 霍爾電流傳感器是根據霍爾原理制成的。它有兩種工作方式，即磁平衡式和直式�；魻栯娏鱾鞲衅饕话阌稍呺娐�、聚磁環(huán)、霍爾器件、（次級線圈）和放大電路等組成。 3.1 直放式電流傳感器（開環(huán)式） 　　 眾所周知，當電流通過一根長導線時，在導線周圍將產生一磁場，這一磁場的大小與流過導線的電流成正比， 它可以通過磁芯聚集感應到霍爾器件上并使其有一信號輸出。這一信號經信號放大器放大后直接輸出，一般的額定輸出標定為4V。 3.2 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償式傳感器，即主回路被測電流Ip在聚磁環(huán)處所產生的磁場通過一個次級線圈電流所產生的磁場進行補償， 從而使霍爾器件處于檢測零磁通的工作狀態(tài)。 磁平衡式電流傳感器的具體工作過程為：當主回路有一電流通過時，在導線上產生的磁場被聚磁環(huán)聚集并感應到霍爾器件上， 所產生的信號輸出用于驅動相應的功率管并使其導通，從而獲得一個補償電流Is。 這一電流再通過多匝繞組產生磁場 ，該磁場與被測電流產生的磁場正好相反，因而補償了原來的磁場， 使霍爾器件的輸出逐漸減小。當與Ip與匝數相乘 所產生的磁場相等時，Is不再增加，這時的霍爾器件起指示零磁通的作用 ，此時可以通過Is來平衡。被測電流的任何變化都會破壞這一平衡。 一旦磁場失去平衡，霍爾器件就有信號輸出。經功率放大后，立即就有相應的電流流過次級繞組以對失衡的磁場進行補償。從磁場失衡到再次平衡，所需的時間理論上不到1μs，這是一個動態(tài)平衡的過程。 4 霍爾傳感器的連接方式 電流傳感器只需外接正負直流電源，被測電流母線一般從傳感器中穿過或接于原邊端子，然后在副邊端再作一些簡單的連接即可完成主控制電路的隔離檢測，電路設計非常簡單。 若與變送器配合使用，經A/D轉換后，可方便地與計算機或各種儀表接口，并可以進行長距離傳輸。 5 霍爾電流傳感器的應用 電流傳感器在逆變焊機中的應用 　　 霍爾電流傳感器在直流檢測中同樣具有電隔離作用，在直流輸出的電力電子設備中，可以利用霍爾電流傳感器測得與主電路隔離的直流測量信號、短路保護和顯示控制，還可用于電流反饋和穩(wěn)流調節(jié)。 6 使用注意事項 使用霍爾傳感器時，應注意以下幾點： （1）使用傳感器時，應先接通副邊電源，再接通原邊電流或電壓。 （2）測量電流時，最好用單根導線充滿模塊孔徑，以獲得最佳動態(tài)特性和靈敏度。