電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）從霍爾開關(guān)，速度霍爾，電流霍爾，到線性/角度霍爾，3D霍爾，各類霍爾傳感以霍爾效應(yīng)為基礎(chǔ)，測(cè)量被測(cè)參數(shù)，靈敏性足夠的同時(shí)穩(wěn)定性也很可靠?，F(xiàn)階段，霍爾傳感器已經(jīng)由傳統(tǒng)的單個(gè)霍爾元件階段發(fā)展到集成電路階段，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、自動(dòng)化、信息處理等各個(gè)領(lǐng)域。

電流傳感，常見、基礎(chǔ)卻又非常重要的一類傳感。霍爾電流傳感，可以說是最經(jīng)典的一類電流傳感器?；诨魻栃?yīng)，霍爾電流傳感將大電流轉(zhuǎn)換成同頻同相的小電流方便測(cè)量或者隔離。

磁性電流傳感解析

磁性電流感應(yīng)有幾種不同的類型，首先是基于直放式模塊的感應(yīng)，通常利用磁性環(huán)面或其他幾何形狀來集中由載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，這些系統(tǒng)需要進(jìn)行高度的磁性設(shè)計(jì)。接下來，是環(huán)境磁電流感應(yīng)，也叫磁平衡式感應(yīng)，利用由PCB跡線、母線或其他導(dǎo)體產(chǎn)生的環(huán)境空氣場(chǎng)來感測(cè)電流，這需要使用線性霍爾或其他磁傳感器在固定的機(jī)械距離內(nèi)完成，這種類型的感應(yīng)方案也可以利用磁性集中器或屏蔽層來提高信號(hào)水平或減少雜散場(chǎng)的影響。

第三種類型就是霍爾效應(yīng)的磁電流感應(yīng)，該技術(shù)是在封裝的傳感器IC內(nèi)部測(cè)量電流通過引線框產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在霍爾效應(yīng)的磁性電流傳感中，要測(cè)量的電流會(huì)通過一個(gè)低阻抗的引線框架流過封裝好的傳感設(shè)備。電流通過這么一個(gè)特定形狀的引線框架，產(chǎn)生一個(gè)集中的磁場(chǎng)，霍爾元件就放置在該磁場(chǎng)的上方，這個(gè)磁場(chǎng)與電流成正比。

這個(gè)引線框架被分成高壓隔離側(cè)和低壓側(cè)，傳感器裝配在承載電流的引線框高壓側(cè)上方，因此引線框與傳感器之間是沒有電氣連接的。傳感器和載流導(dǎo)體之間的垂直間距提供了一個(gè)電屏障，為設(shè)備提供了隔離能力。

不論是開環(huán)電流傳感器還是閉環(huán)電流傳感器，其基本的性能并沒有太大差異，主要看能不能做到高精度低漂移，這一點(diǎn)市面上各種類型的電流傳感都還不錯(cuò)。霍爾電流磁傳感的突出之處在于其隔離式的采樣能夠帶來很多附加價(jià)值。

比如要檢測(cè)帶有過電流保護(hù)的隔離高壓交流和直流電源?；魻栯娏鞔艂鞲性谶@種應(yīng)用里不需要任何熱側(cè)組件，并且可以直接感知交流/直流信號(hào)，這對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常有吸引力。

另一方面，基于霍爾效應(yīng)的隔離電流傳感器一直以來都在高壓系統(tǒng)的電流檢測(cè)當(dāng)中扮演重要的角色。

霍爾磁電流傳感，讓系統(tǒng)性能進(jìn)一步提升

隨著自動(dòng)化和智能化趨勢(shì)的蔓延，電動(dòng)車、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的升級(jí)推動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)高壓功率系統(tǒng)的需求，這些功率系統(tǒng)的效率和性能的要求也是越來越嚴(yán)苛。如何高效、精確地控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)這些需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)并不容易，隔離電流檢測(cè)又是其中最重要的一環(huán)。

電機(jī)控制系統(tǒng)是這種趨勢(shì)里非常典型的一類系統(tǒng)，為了精確控制電機(jī)扭矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，電機(jī)控制算法需要實(shí)時(shí)并準(zhǔn)確地獲得電機(jī)相電流的信息?；魻栯娏鞔艂鞲芯头浅＿m合于在線脈寬調(diào)制（PWM）電流傳感，也就是在無刷直流電機(jī)控制電路中使用，因?yàn)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/bldc/" target="_blank">BLDC系統(tǒng)會(huì)在高電壓之間快速切換，霍爾電流磁傳感的高共模排斥比和高共模瞬態(tài)免疫（CMTI）能夠保證設(shè)備準(zhǔn)確地運(yùn)行。

霍爾電流磁傳感很適合這種系統(tǒng)，需要注意的點(diǎn)在于溫漂，目前常見的做法是為傳感做溫度補(bǔ)償和多點(diǎn)校準(zhǔn)。另一方面，霍爾電流磁傳感的熱性能很依賴于其PCB布局和整體系統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)。所以除了溫漂，現(xiàn)在霍爾電流磁傳感也通過提升隔離等級(jí)、采用高精度信號(hào)鏈設(shè)計(jì)進(jìn)一步提升性能，這也提高了霍爾電流磁傳感的性價(jià)比。

性價(jià)比一直是傳統(tǒng)的隔離電流檢測(cè)的痛點(diǎn)，要么不加分立元件，成本有優(yōu)勢(shì)但不一定測(cè)得準(zhǔn)，要么加分立元件，測(cè)得準(zhǔn)但是成本上升?，F(xiàn)在霍爾電流傳感多維度的升級(jí)很好地解決了這一痛點(diǎn)。

小結(jié)

在高壓自動(dòng)化系統(tǒng)、功率系統(tǒng)以及分布式傳感領(lǐng)域，霍爾電流磁傳感的這種升級(jí)不僅提供了高精度的電流測(cè)量，也大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)效率的提升大有意義。