Perinteisessä suljetun silmukan virranmittaustekniikassa sen korkeaa tarkkuutta on käytetty laajalti teollisuudessa ja autoteollisuudessa. Soveltamalla patentoitua pakkaustekniikkaa ja edistyneitä integroituja algoritmeja monimutkaisessa ja täysin integroidussa virta-anturissa valmistajat ovat kehittäneet upouuden magneettisen sähkövirta-anturin, joka saavuttaa lähes suljetun silmukan tarkkuuden avoimen silmukan anturiarkkitehtuurilla.
Avoimen silmukan Hall-virta-anturi
Yleensä avoimen silmukan Hall-virta-anturi käyttää magneettianturia tuottaakseen havaittavaan virtaan verrannollisen jännitteen, joka sitten vahvistetaan johtimen virtaan verrannolliseksi analogiseksi signaaliksi. Rakenteellisesti johdin kulkee ferromagneettisen materiaalin keskipisteen läpi keskittääkseen magneettikentän, kun taas magneettianturi sijoitetaan ferromagneettisen materiaalin rakoon. Avoimen silmukan arkkitehtuurissa Hall-virta-anturit voivat aiheuttaa virheitä epälineaarisuuden ja herkkyyden vaihtelun vuoksi lämpötilan mukana.
Suljetun silmukan Hall-virta-anturi
Suljetun silmukan Hall-ilmiövirta-anturi käyttää virta-anturin aktiivisesti ohjaamaa kelaa synnyttääkseen johtimessa kulkevalle virralle vastakkaisen magneettikentän. Tällä tavoin Hall-anturi toimii aina toimintapisteessä, jossa magneettikenttä on nolla. Lähtösignaalin tuottaa vastus, jonka jännite on verrannollinen kelassa kulkevaan virtaan, joka on myös verrannollinen magneettisen sydänkelan virtaan, mutta siitä puuttuu siirtymän yksityiskohdat.
Avoimen silmukan ja suljetun silmukan Hall-ilmiövirta-anturi
Suljetun silmukan virta-anturi vaatii ferromagneettisen ytimen lisäksi myös kelan ja erityisen tehokkaan vahvistimen kelan ohjaamiseksi. Vaikka suljetun silmukan virranmittaus on monimutkaisempaa kuin avoimen silmukan arkkitehtuuri, se eliminoi Hall-ilmiöantureihin liittyvät herkkyysvirheet, koska järjestelmä toimii vain magneettikentän ollessa nolla. Oikein suunniteltuina sekä suljetun silmukan että avoimen silmukan Hall-ilmiövirta-antureilla on yleensä samanlainen nolla-ampeerin lähtöjännite, joten niiden nolla-ampeerin tunnistustarkkuus on hyvin samanlainen. Avoimen silmukan ratkaisuun verrattuna suljetun silmukan anturi on kooltaan suurempi ja vaatii enemmän piirilevytilaa. Koska suljetun silmukan anturi vaatii tietyn määrän virtaa kompensointikelan ohjaamiseen, sillä on suurempi virrankulutus. Lisäksi suljetun silmukan anturi vaatii lisäkeloja ja ohjauspiirejä ja on kalliimpi kuin avoimen silmukan anturi.
Avoimen ja suljetun silmukan Hall-virta-anturien valinta riippuu tarkkuudesta ja vasteajasta. Jos tarvitaan suurta tarkkuutta, valitaan yleensä suljetun silmukan virta-anturi, koska se voi poistaa edellä mainitun järjestelmän herkkyyden epälineaarisuusvirheen. Joissakin sovelluksissa nopea vasteaika on tarpeen puolijohdelaitteiden suojaamiseksi ja sovelluksen virran paremmaksi hallitsemiseksi. Jos tarkkuus ja vasteaika ovat riittävät, avoimen silmukan anturi on myös ihanteellinen valinta sen luontaisten etujen, kuten koon, virrankulutuksen ja muiden ominaisuuksien, vuoksi. Edistyneet valmistajat ovat kehittäneet tämän upouuden avoimen silmukan ratkaisun, joka on kooltaan pienempi, erittäin tarkka ja reagoi nopeasti sekä taloudellisempi kuin suljetun silmukan ratkaisu.
Julkaisun aika: 06.05.2025