霍爾電流傳感器工作原理霍爾電流傳感器工作原理1一.霍爾電流傳感器工作原理二.霍爾電流傳感器的應用主要內容一.霍爾電流傳感器工作原理二.霍爾電流傳感器的應用主要內容2一.霍爾電流傳感器的工作原理

目前最常用的霍爾元件材料是鍺（Ge）、硅（Si）、銻化銦（InSb）、砷化銦（InAs）等半導體材料。20世紀80年代末出現了一種新型霍爾元件——超晶格結構（砷化鋁/砷化稼）的霍爾器件，它可以用來測微磁場。●

霍爾元件由霍爾片、4根引線和殼體組成。1-1霍爾原件的結構

一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-1霍爾原件的結構3一.霍爾電流傳感器的工作原理

霍爾傳感器是基于霍爾效應的一種傳感器。1879年美國物理學霍爾首先在金屬材料中發現了霍爾效應。隨著半導體技術的發展，開始用半導體材料制成霍爾元件，由于它的霍爾效應顯著而得到應用和發展。霍爾傳感器是基于霍爾效應將被測量（如電流、磁場、位移、壓力、壓差、轉速等）轉換成電動勢輸出的傳感器。霍爾式傳感器結構簡單、體積小、堅固、頻率響應寬、動態范圍大、非接觸、使用壽命長、可靠性高、易于微型化和集成化。在測量技術、自動化技術和信息處理得到了廣泛的應用。1-2霍爾電流傳感器概述及基本原理一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-2霍爾電流傳感器概述及基4一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-3直測式電流傳感器(CS系列）

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。這一信號經功率放大器放大后可以直接輸出，一般的額定輸出標定為4V。一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-3直測式電流傳感器(CS5一.霍爾電流傳感器的工作原理1-4LEM磁平衡式電流傳感器（CSM系列）

一.霍爾電流傳感器的工作原理1-4LEM磁平衡式電流傳感器6LEM磁平衡式電流傳感器（CSM系列）原理

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。根據安培定律，流過導體的電流I會在該導體周圍產生一個磁場。這個磁場可用一個高導磁率的磁路來測量。繞在磁路的N匝繞卷，如果通以1／N的反向電流，就可消除原邊電流I所產生的磁場。通過沿磁路安裝的磁通探測器(霍爾傳感器)檢測鐵心間隙中的磁通。如果磁通不為零，霍爾傳感器就會有(原、副邊磁通不平衡的偏差)電壓信號輸出。該信號經高增益放大器放大后，再調節二次電流以抵消原、副邊安匝數不平衡所產生的偏差，在鐵芯中，始終保持二次電流所產生的磁通能夠抵消原邊電流I所產生的磁通。主要特點是磁路鐵心不會飽和。鄰近電流傳感器的導電母線排所產生的外部磁場會對磁平衡式霍爾檢零電流傳感器的準確測量有一定影響。LEM采取的辦法是使用補償線圈補償。LEM磁平衡式電流傳感器（CSM系列）原理7二.霍爾電流傳感器的實際應用

隨著電力電子技術的發展，現有檢出和測量電流的元件（如分流器、互感器）已不能滿足中、高頻，高di/dt(電流變化率），寬頻譜電流波形的傳遞，電流傳感器是彌補這一空缺的主要電流檢測元件。霍爾電流、電壓傳感器用來測量直流、交流和脈動電流、電壓以及利用這些測量值進行顯示、控制的系統均可使用。例如：在電力機車、地下鐵道、無軌電車、鐵路等許多領域得到應用，并且在UPS電源、逆變器、整流器、變頻調速器、逆變焊機、電解電鍍、數控機床、微機及電網監測系統上得到廣泛應用，電力電子電路中的電流往往有很大的di/dt，非正弦，直流成分等，要真實地檢測出這種電流波形，霍爾元件是目前最適當的元件，利用霍爾電流傳感器工作頻帶寬的特點，可用于檢測非正弦電源供諧波分析，峰值測量等。二.霍爾電流傳感器的實際應用

隨著電8二.霍爾電流傳感器的實際應用9UPS不間斷電源Solarlightpower太陽能光電2-1UPS和太陽能發電二.霍爾電流傳感器的實際應用9UPS不間斷電源Solar9二.霍爾電流傳感器的實際應用10Inverter逆變器Motorequipment電機設備2-2逆變器和電機設備二.霍爾電流傳感器的實際應用10Inverter逆變器Mot10二.霍爾電流傳感器的實際應用

11Robotmachine機器人設備welding焊接機Inserter/mountingmachine變頻器/安裝機器2-3機器人、變頻器及焊接機二.霍爾電流傳感器的實際應用

11Robotmachine11二.霍爾電流傳感器的實際應用Elevator電梯Folklift升降機2-4電梯和升降機二.霍爾電流傳感器的實際應用Elevator電梯Folkl12二.霍爾電流傳感器的實際應用2-5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，因而擴展了它的應用范圍，在輸出直流的電力電子設備中，可以利用霍爾電流傳感器測得與生電路隔離的直流測量信號，通過電子控制電路用于直流測過流、短路路保護和顯示等，還可用于電流反饋，穩流調節等作用。Y為傳感器模塊二.霍爾電流傳感器的實際應用2-5在逆變焊機中的應用13二.霍爾電流傳感器的實際應用2-6在變頻器中的典型應用第一個電流傳感器模塊接入整流濾波后的直流回路，當檢測出主回路中出現異常尖峰時，或有效值超出標準時，迅速切斷逆變觸發電路觸發脈沖，保護逆變和整流模塊，另外三個傳感器接入逆變器的輸出回路中，用來檢測隨頻率變化的交流電流，可以更好地控制轉矩，也提供了防止電機過載所需要的信號Y為傳感器模塊①電壓傳感器用于檢測母線直流電壓②電流傳感器用于檢測母線直流電流③檢測輸出電流波形④檢測上下兩橋臂中的電流差二.霍爾電流傳感器的實際應用2-6在變頻器中的典型應用143-2電流傳感器的主要生產廠商國外廠商（高端市場壟斷）：LEM（瑞士萊姆）、Honeywell（美國霍利威爾）、田村（日本田村）國內廠商：珠海星暉、南京托肯、武漢精量、深圳圣斯爾、廣州三電電氣等三.市場概況及可行性分析3-2電流傳感器的主要生產廠商國外廠商（高端市場壟斷）15霍爾電流傳感器工作原理霍爾電流傳感器工作原理16一.霍爾電流傳感器工作原理二.霍爾電流傳感器的應用主要內容一.霍爾電流傳感器工作原理二.霍爾電流傳感器的應用主要內容17一.霍爾電流傳感器的工作原理

目前最常用的霍爾元件材料是鍺（Ge）、硅（Si）、銻化銦（InSb）、砷化銦（InAs）等半導體材料。20世紀80年代末出現了一種新型霍爾元件——超晶格結構（砷化鋁/砷化稼）的霍爾器件，它可以用來測微磁場。●

霍爾元件由霍爾片、4根引線和殼體組成。1-1霍爾原件的結構

一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-1霍爾原件的結構18一.霍爾電流傳感器的工作原理

霍爾傳感器是基于霍爾效應的一種傳感器。1879年美國物理學霍爾首先在金屬材料中發現了霍爾效應。隨著半導體技術的發展，開始用半導體材料制成霍爾元件，由于它的霍爾效應顯著而得到應用和發展。霍爾傳感器是基于霍爾效應將被測量（如電流、磁場、位移、壓力、壓差、轉速等）轉換成電動勢輸出的傳感器。霍爾式傳感器結構簡單、體積小、堅固、頻率響應寬、動態范圍大、非接觸、使用壽命長、可靠性高、易于微型化和集成化。在測量技術、自動化技術和信息處理得到了廣泛的應用。1-2霍爾電流傳感器概述及基本原理一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-2霍爾電流傳感器概述及基19一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-3直測式電流傳感器(CS系列）

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。這一信號經功率放大器放大后可以直接輸出，一般的額定輸出標定為4V。一.霍爾電流傳感器的工作原理

1-3直測式電流傳感器(CS20一.霍爾電流傳感器的工作原理1-4LEM磁平衡式電流傳感器（CSM系列）

一.霍爾電流傳感器的工作原理1-4LEM磁平衡式電流傳感器21LEM磁平衡式電流傳感器（CSM系列）原理

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。根據安培定律，流過導體的電流I會在該導體周圍產生一個磁場。這個磁場可用一個高導磁率的磁路來測量。繞在磁路的N匝繞卷，如果通以1／N的反向電流，就可消除原邊電流I所產生的磁場。通過沿磁路安裝的磁通探測器(霍爾傳感器)檢測鐵心間隙中的磁通。如果磁通不為零，霍爾傳感器就會有(原、副邊磁通不平衡的偏差)電壓信號輸出。該信號經高增益放大器放大后，再調節二次電流以抵消原、副邊安匝數不平衡所產生的偏差，在鐵芯中，始終保持二次電流所產生的磁通能夠抵消原邊電流I所產生的磁通。主要特點是磁路鐵心不會飽和。鄰近電流傳感器的導電母線排所產生的外部磁場會對磁平衡式霍爾檢零電流傳感器的準確測量有一定影響。LEM采取的辦法是使用補償線圈補償。LEM磁平衡式電流傳感器（CSM系列）原理22二.霍爾電流傳感器的實際應用

隨著電力電子技術的發展，現有檢出和測量電流的元件（如分流器、互感器）已不能滿足中、高頻，高di/dt(電流變化率），寬頻譜電流波形的傳遞，電流傳感器是彌補這一空缺的主要電流檢測元件。霍爾電流、電壓傳感器用來測量直流、交流和脈動電流、電壓以及利用這些測量值進行顯示、控制的系統均可使用。例如：在電力機車、地下鐵道、無軌電車、鐵路等許多領域得到應用，并且在UPS電源、逆變器、整流器、變頻調速器、逆變焊機、電解電鍍、數控機床、微機及電網監測系統上得到廣泛應用，電力電子電路中的電流往往有很大的di/dt，非正弦，直流成分等，要真實地檢測出這種電流波形，霍爾元件是目前最適當的元件，利用霍爾電流傳感器工作頻帶寬的特點，可用于檢測非正弦電源供諧波分析，峰值測量等。二.霍爾電流傳感器的實際應用

隨著電23二.霍爾電流傳感器的實際應用24UPS不間斷電源Solarlightpower太陽能光電2-1UPS和太陽能發電二.霍爾電流傳感器的實際應用9UPS不間斷電源Solar24二.霍爾電流傳感器的實際應用25Inverter逆變器Motorequipment電機設備2-2逆變器和電機設備二.霍爾電流傳感器的實際應用10Inverter逆變器Mot25二.霍爾電流傳感器的實際應用

26Robotmachine機器人設備welding焊接機Inserter/mountingmachine變頻器/安裝機器2-3機器人、變頻器及焊接機二.霍爾電流傳感器的實際應用

11Robotmachine26二.霍爾電流傳感器的實際應用Elevator電梯Folklift升降機2-4電梯和升降機二.霍爾電流傳感器的實際應用Elevator電梯Folkl27二.霍爾電流傳感器的實際應用2-5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，因而擴展了它的應用范圍，在輸出直流的電力電子設備中，可以利用霍爾電流傳感器測得與生電路隔離的直流測量信號，通過電子控制電路用于直流測過流、短路路保護和顯示等，還可用于電流反饋，穩流調節等作用。Y為傳感器模塊二.霍爾電流傳感器的實際應用2-5在逆變焊機中的應用28二.霍爾電流傳感器的實際應用2-6在變頻器中的典型應用第一個電流傳感器模塊接入整流濾波后的直流回路，當檢測出主回路中出現異常尖峰時，或有效值超出標準時，迅速切斷逆變觸發電路觸發脈沖，保護逆變和整流模塊，另外三個傳感器接入逆變器的輸出回路中，用來檢測隨頻率變化的交流電流，