Hall-strømføleren er basert på prinsippet om magnetisk balanse i Hall. I henhold til Hall-effektprinsippet sendes styrestrømmen inn i strømenden av Hall-elementet, og en magnetfeltintensitet på B påføres i normalretningen til Hall-elementplanet. Deretter genereres et elektrisk potensial VH vinkelrett på retningen til strømmen og magnetfeltet (dvs. mellom Hall-utgangsterminalene), som kalles Hall-potensialet, og størrelsen er proporsjonal med produktet av styrestrømmen og magnetfeltintensiteten.
Prinsippet bak Hall-strømsensorer
En Hall-enhet er en type magnetisk-elektrisk konverteringsenhet laget av halvledermaterialer. Hvis styrestrømmen IC mates inn på inngangsenden, og et magnetfelt B passerer gjennom enhetens sensorflate, oppstår et Hall-potensial VH på utgangsenden. Størrelsen på Hall-potensialet VH er proporsjonal med produktet av styrestrømmen IC og magnetisk fluksstetthet B. En Hall-sensor med lav effekt er laget i henhold til prinsippet om Hall-effekt og anvendt i henhold til amperes lov, det vil si at et magnetfelt proporsjonalt med strømmen genereres rundt den strømførende lederen, og Hall-enheten brukes til å måle dette magnetfeltet. Derfor er det mulig å måle strømmen uten kontakt. Ved å måle størrelsen på Hall-potensialet måles størrelsen på den strømførende lederens strøm indirekte. Derfor har strømsensoren gjennomgått en elektrisk-magnetisk-elektrisk isolasjonskonvertering.
Problemet med magnetisk metning av lukkede Hall-strømsensorer
Problemet med magnetisk metning av en åpen sløyfe Hall-strømsensor er relativt enkelt. Til sammenligning er problemet med magnetisk metning av en lukket sløyfeHall-strømsensorvirker uforståelig, fordi når den lukkede Hall-strømsensoren fungerer normalt, er den magnetiske fluksen i den magnetiske kjernen null. Under en betingelse med null magnetisk fluks vil det naturlig nok ikke være noen metning. Dette kan imidlertid bare være sant under normale driftsforhold. Faktisk, selv i tilfelle av elektromagnetisk strømtransformator eller åpen sløyfe Hall-strømsensor, oppstår magnetisk metning under unormale arbeidsforhold som overbelastning, lav frekvens og tung belastning. Under normale arbeidsforhold oppstår ikke magnetisk metning. Det kan sees fra arbeidsprinsippet til den lukkede Hall-sensoren at null magnetisk fluks er basert på forutsetningen om at magnetfeltet som genereres av kompensasjonsviklingen på sekundærsiden kan motvirke magnetfeltet som genereres av primærlederen. Så, kan den lukkede Hall-strømsensoren opprettholde denne null magnetiske fluksen under noen omstendigheter? Åpenbart ikke.
Når sensoren ikke er strømførende, genererer ikke kompensasjonsviklingen på sekundærsiden strøm. På dette tidspunktet tilsvarer den lukkede Hall-strømsensoren en åpen Hall-strømsensor. Så lenge primærstrømmen er stor nok, vil magnetisk metning oppstå. Når den normale strømforsyningen er på, er primærstrømmen for stor. Dette er fordi strømmen som kan genereres av den sekundære kompensasjonsviklingen er begrenset. Når magnetfeltet som genereres av primærstrømmen er større enn det maksimale magnetfeltet som den sekundære kompensasjonsviklingen kan generere, brytes den magnetiske balansen, og det passerer et magnetfelt gjennom den magnetiske kjernen. Når primærstrømmen fortsetter å øke, øker også magnetfeltet i den magnetiske kjernen. Når primærstrømmen er stor nok, går den lukkede Hall-strømsensoren inn i en metningstilstand.
Sammenlignet med elektromagnetiske strømtransformatorer og åpen sløyfe Hall-strømsensorer, er fenomenet med magnetisk metning av lukkede Hall-sensorer ikke lett å oppstå, men det betyr ikke at det ikke vil skje. Feil bruk eller langvarig overbelastning kan også forårsake magnetisk metning.
Publisert: 28. april 2025