Hall-strømføleren er baseret på princippet om magnetisk Hall-balance. Ifølge Hall-effektprincippet sendes styrestrømmen ind i Hall-elementets strømende, og en magnetfeltintensitet på B påføres i Hall-elementets normale retning. Derefter genereres et elektrisk potentiale VH vinkelret på strømmens og magnetfeltets retning (dvs. mellem Hall-udgangsterminalerne), som kaldes Hall-potentialet, og dets størrelse er proportional med produktet af styrestrømmen og magnetfeltintensiteten.
Princippet bag Hall-strømsensorer
En Hall-enhed er en type magnetisk-elektrisk konverteringsenhed lavet af halvledermaterialer. Hvis styrestrømmen IC indføres ved indgangsenden, og et magnetfelt B passerer gennem enhedens sensoroverflade, opstår der et Hall-potentiale VH ved udgangsenden. Størrelsen af Hall-potentialet VH er proportional med produktet af styrestrømmen IC og den magnetiske fluxtæthed B. En Hall-sensor med lav effekt er fremstillet i henhold til Hall-effektprincippet og anvendt i henhold til Amperes lov, dvs. at der genereres et magnetfelt proportionalt med strømmen omkring den strømførende leder, og Hall-enheden bruges til at måle dette magnetfelt. Derfor er det muligt at måle strømmen berøringsfrit. Ved at måle størrelsen af Hall-potentialet måles størrelsen af den strømførende leders strøm indirekte. Derfor har strømsensoren gennemgået en elektrisk-magnetisk-elektrisk isoleringskonvertering.
Problemet med magnetisk mætning af lukkede Hall-strømsensorer
Problemet med magnetisk mætning af en åben-loop Hall-strømsensor er relativt simpelt. Til sammenligning er problemet med magnetisk mætning af en lukket-loopHall-strømsensorDet virker uforståeligt, for når den lukkede Hall-strømsensor fungerer normalt, er den magnetiske flux i den magnetiske kerne nul. Under en betingelse af nul magnetisk flux vil der naturligvis ikke være nogen mætning. Dette kan dog kun være tilfældet under normale driftsforhold. Faktisk forekommer magnetisk mætning, selv i tilfælde af en elektromagnetisk strømtransformer eller en åben Hall-strømsensor, under unormale driftsforhold såsom overbelastning, lav frekvens og tung belastning. Under normale driftsforhold forekommer der ikke magnetisk mætning. Det kan ses ud fra den lukkede Hall-strømsensors funktionsprincip, at nul magnetisk flux er baseret på den forudsætning, at det magnetiske felt, der genereres af kompensationsviklingen på sekundærsiden, kan modvirke det magnetiske felt, der genereres af primærlederen. Så kan en lukket Hall-strømsensor opretholde denne nul magnetiske flux under nogen omstændigheder? Naturligvis ikke.
Når sensoren ikke er strømforsynet, genererer kompensationsviklingen på sekundærsiden ingen strøm. På dette tidspunkt svarer den lukkede Hall-strømsensor til en åben-loop Hall-strømsensor. Så længe primærstrømmen er stor nok, vil der forekomme magnetisk mætning. Når den normale strømforsyning er tændt, er primærstrømmen for stor. Dette skyldes, at den strøm, der kan genereres af den sekundære kompensationsvikling, er begrænset. Når magnetfeltet genereret af primærstrømmen er større end det maksimale magnetfelt, som den sekundære kompensationsvikling kan generere, brydes den magnetiske balance, og der passerer et magnetfelt gennem den magnetiske kerne. Når primærstrømmen fortsætter med at stige, øges magnetfeltet i den magnetiske kerne også. Når primærstrømmen er stor nok, går den lukkede Hall-strømsensor ind i en mætningstilstand.
Sammenlignet med elektromagnetiske strømtransformere og åbne Hall-strømsensorer er fænomenet med magnetisk mætning af lukkede Hall-sensorer ikke let at opstå, men det betyder ikke, at det ikke vil ske. Forkert brug eller langvarig overbelastning kan også forårsage magnetisk mætning.
Opslagstidspunkt: 28. april 2025