Inom traditionell sluten strömavkänningsteknik har dess höga precision använts i stor utsträckning inom industri- och fordonsindustrin. Genom att tillämpa egenutvecklad kapslingsteknik och avancerade integrerade algoritmer i en komplex och helt integrerad strömsensor har tillverkare utvecklat en helt ny magnetisk elektrisk strömsensor som uppnår nästan sluten noggrannhet med en öppen sensorarkitektur.
Öppen loop Halleffektströmssensor
Generellt sett använder en öppen-loop Hall-effektströmssensor en magnetisk sensor för att generera en spänning proportionell mot den ström som avkänns, vilken sedan förstärks till en analog utsignal proportionell mot strömmen i ledaren. Strukturellt sett passerar ledaren genom mitten av ett ferromagnetiskt material för att koncentrera magnetfältet, medan den magnetiska sensorn placeras i gapet i det ferromagnetiska materialet. I en öppen-loop-arkitektur kan Hall-effektströmssensorer producera fel på grund av olinjäritet och känslighetsdrift med temperaturen.
Sluten loop Halleffektströmsensor
En sluten Hall-effektströmssensor använder en spole som aktivt drivs av strömsensorn för att generera ett magnetfält motsatt strömmen i ledaren. På så sätt arbetar Hall-sensorn alltid vid en nollmagnetfältsdriftpunkt. Utsignalen genereras av ett motstånd vars spänning är proportionell mot strömmen i spolen, vilken också är proportionell mot strömmen i den magnetiska kärnspolen, men saknar översättningsdetaljer.
Öppen slinga kontra sluten slinga Halleffektströmsensor
Sluten strömsensor kräver inte bara en ferromagnetisk kärna, utan även en spole och en extra högeffektsförstärkare för att driva spolen. Även om sluten strömavkänning är mer komplex än öppen slinga-arkitektur, eliminerar den känslighetsfel relaterade till Hall-effektsensorer eftersom systemet endast arbetar vid en noll magnetfälts driftspunkt. Om de är korrekt konstruerade har både slutna och öppna Hall-effektströmsensorer vanligtvis liknande noll ampere utspänningsprestanda, så deras noll ampere-detekteringsnoggrannhet är mycket likartad. Jämfört med öppen slinga-lösningen är sluten slinga-sensorn större i storlek och kräver mer kretskortsutrymme. Eftersom sluten slinga-sensorn kräver en viss mängd ström för att driva kompensationsspolen, har den högre strömförbrukning. Dessutom kräver sluten slinga-sensorn ytterligare spolar och drivkretsar och är dyrare än öppen slinga-sensorn.
Valet mellan Halleffektströmsensorer med öppen och sluten slinga beror på noggrannhet och svarstid. Om hög noggrannhet krävs väljs vanligtvis en strömsensor med sluten slinga eftersom den kan eliminera det ovan nämnda icke-linjära systemkänslighetsfelet. I vissa tillämpningar krävs snabb respons för att skydda halvledarkomponenter och bättre kontrollera strömmen i applikationen. Om det finns tillräcklig noggrannhet och svarstid är en sensor med öppen slinga också ett idealiskt val på grund av dess inneboende fördelar i storlek, strömförbrukning och andra aspekter. Avancerade tillverkare har utvecklat denna helt nya lösning med öppen slinga, som är mindre i storlek, har hög precision och snabb respons, och är mer ekonomisk än den slutna lösningen.
Publiceringstid: 6 maj 2025