霍爾電流傳感器本質(zhì)上是一種基于霍爾電流原理的傳感器。當(dāng)電流沿一個(gè)方向流動(dòng)的導(dǎo)體或半導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)引入時(shí)，獲得可測(cè)量電壓的電流稱為霍爾電流。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)在垂直于電流流動(dòng)的方向上施加磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)在電導(dǎo)體上產(chǎn)生電壓?；魻栯娏鱾鞲衅魇且环N固態(tài)設(shè)備，它應(yīng)用此原理來(lái)確定有效運(yùn)行無(wú)刷直流電機(jī)所需的位置、速度和各種其他屬性。

一、霍爾電流傳感器的放大圖：

小電流值始終流過(guò)霍爾帶。如前所述，來(lái)自該轉(zhuǎn)子磁鐵的交變場(chǎng)將在霍爾帶上產(chǎn)生電壓。然后將電壓饋送到數(shù)字電路(如上圖所示)，然后將數(shù)字信號(hào)作為霍爾電流傳感器輸出。

二、霍爾電流傳感器如何在無(wú)刷直流電機(jī)中工作?

通常，BLDC電機(jī)將在轉(zhuǎn)子或定子上安裝三個(gè)霍爾電流傳感器。這些霍爾傳感器彼此相距120度放置，提供0到360度的角度位置。當(dāng)這些霍爾傳感器與轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的1和0數(shù)字脈沖，如下圖所示。

通過(guò)六個(gè)步驟，這些霍爾傳感器能夠給出電機(jī)位置(角度)。在圖中，矩形波形展示了所有三個(gè)霍爾電流傳感器A、B和C在相應(yīng)角度產(chǎn)生的正脈沖和負(fù)脈沖。相應(yīng)的圖表還顯示了當(dāng)角度達(dá)到360度時(shí)如何分6步完成一次換向。

下面的解釋將帶來(lái)更多的清晰：

當(dāng)轉(zhuǎn)子磁鐵穿過(guò)其中一個(gè)傳感器時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低信號(hào)或高信號(hào)，具體取決于通過(guò)的是轉(zhuǎn)子的北極還是南極。當(dāng)轉(zhuǎn)子穿過(guò)所有三個(gè)傳感器時(shí)，這些傳感器會(huì)在低位和高位之間切換，從而每60度給出一次轉(zhuǎn)子的位置。下圖顯示了一個(gè)典型的BLDC電機(jī)控制器。從電機(jī)到控制器的三條線描繪了三個(gè)霍爾電流傳感器發(fā)送的信號(hào)。

霍爾電流傳感器能夠區(qū)分沿相反方向移動(dòng)的正電荷和負(fù)電荷?；魻栯娏鱾鞲衅鳈z測(cè)到的磁場(chǎng)被轉(zhuǎn)換為電子系統(tǒng)(通常是電機(jī)控制系統(tǒng))可以讀取的合適的模擬或數(shù)字信號(hào)。

下面顯示的是從三個(gè)霍爾電流傳感器的讀數(shù)得出的真值表。如您所見(jiàn)，H橋的晶體管狀態(tài)取決于傳感器檢測(cè)到的信號(hào)。向下箭頭表示順時(shí)針運(yùn)動(dòng)(CW)，向上箭頭表示逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)(CCW)。

現(xiàn)在我們有了真值表和圖表，可以很容易地計(jì)算出轉(zhuǎn)子的角度(位置)和速度。

1.角度計(jì)算：根據(jù)霍爾電流傳感器信號(hào)計(jì)算，如圖1所示。根據(jù)霍爾傳感器脈沖，計(jì)算0-360度角。

2.速度計(jì)算：速度計(jì)算是通過(guò)計(jì)算霍爾電流傳感器信號(hào)的周期來(lái)完成的。在周期的幫助下，頻率和速度按以下公式計(jì)算。頻率=1/周期。

只需一個(gè)霍爾傳感器即可計(jì)算速度。

三、在無(wú)刷直流電機(jī)控制器中使用霍爾電流傳感器的優(yōu)勢(shì)：

1.霍爾電流傳感器是一種由磁鐵組成的非常簡(jiǎn)單的設(shè)備，因此對(duì)于電機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常具有成本效益。

2.出于同樣的原因，這些傳感器很容易在電動(dòng)汽車(chē)和其他汽車(chē)解決方案的高級(jí)電機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)施。

3.大多數(shù)無(wú)刷直流電機(jī)都配備了這些傳感器。

4.霍爾電流傳感器大多不受濕度、溫度、灰塵和振動(dòng)等環(huán)境條件的影響。

審核編輯：湯梓紅