In traditionele closed-loop stroomdetectietechnologie wordt de hoge precisie ervan veelvuldig toegepast in de industriële en automobielindustrie. Door gepatenteerde verpakkingstechnologie en geavanceerde geïntegreerde algoritmen toe te passen in een complexe en volledig geïntegreerde stroomsensor, hebben fabrikanten een gloednieuwe magnetische elektrische stroomsensor ontwikkeld die een bijna closed-loop nauwkeurigheid bereikt met een open-loop sensorarchitectuur.
Open-loop Hall-effect stroomsensor
Over het algemeen gebruikt een open-loop Hall-effectstroomsensor een magnetische sensor om een spanning te genereren die evenredig is met de gemeten stroom. Deze spanning wordt vervolgens versterkt tot een analoog signaal dat evenredig is met de stroom in de geleider. Structureel gezien loopt de geleider door het midden van een ferromagnetisch materiaal om het magnetische veld te concentreren, terwijl de magnetische sensor in de opening van het ferromagnetische materiaal wordt geplaatst. In een open-looparchitectuur kunnen Hall-effectstroomsensoren fouten veroorzaken als gevolg van niet-lineariteit en gevoeligheidsdrift met temperatuur.
Gesloten-lus Hall-effect stroomsensor
Een gesloten Hall-effect-stroomsensor gebruikt een spoel die actief wordt aangestuurd door de stroomsensor om een magnetisch veld te genereren dat tegengesteld is aan de stroom in de geleider. Op deze manier werkt de Hall-sensor altijd op een nulpunt van het magnetische veld. Het uitgangssignaal wordt gegenereerd door een weerstand waarvan de spanning evenredig is met de stroom in de spoel, die op zijn beurt evenredig is met de stroom in de magnetische kernspoel, maar waarvan de translatiedetails ontbreken.
Open-loop vs. gesloten-loop Hall-effect stroomsensor
Een gesloten-lus stroomsensor vereist niet alleen een ferromagnetische kern, maar ook een spoel en een extra krachtige versterker om de spoel aan te sturen. Hoewel gesloten-lus stroomdetectie complexer is dan open-lus architectuur, elimineert het gevoeligheidsfouten die gerelateerd zijn aan Hall-effect sensoren, omdat het systeem alleen werkt bij een nulpunt van het magnetische veld. Bij een correct ontwerp hebben zowel gesloten-lus als open-lus Hall-effect stroomsensoren doorgaans een vergelijkbare uitgangsspanning van nul ampère, waardoor hun detectienauwkeurigheid van nul ampère zeer vergelijkbaar is. Vergeleken met de open-lus oplossing is de gesloten-lus sensor groter en vereist meer PCB-ruimte. Omdat de gesloten-lus sensor een bepaalde hoeveelheid stroom nodig heeft om de compensatiespoel aan te sturen, heeft deze een hoger stroomverbruik. Bovendien vereist de gesloten-lus sensor extra spoelen en stuurcircuits en is hij duurder dan de open-lus sensor.
De keuze tussen open-loop en closed-loop Hall-effect stroomsensoren hangt af van de nauwkeurigheid en responstijd. Als een hoge nauwkeurigheid vereist is, wordt meestal gekozen voor een closed-loop stroomsensor, omdat deze de bovengenoemde niet-lineariteitsfout in de systeemgevoeligheid kan elimineren. In sommige toepassingen is een snelle respons vereist om halfgeleiders te beschermen en de stroom in de toepassing beter te regelen. Als de nauwkeurigheid en responstijd voldoende zijn, is een open-loop sensor ook een ideale keuze vanwege de inherente voordelen op het gebied van afmetingen, stroomverbruik en andere aspecten. Geavanceerde fabrikanten hebben deze gloednieuwe open-loop oplossing ontwikkeld, die kleiner is, zeer nauwkeurig, snel reageert en zuiniger is dan de closed-loop oplossing.
Geplaatst op: 6 mei 2025