用于安全、精确电流感应的传感器测量技术

　　电流测量是电力电子的一个组成部分。电源设计人员、电池管理系统和电动驱动器通常需要准确测量电流。电流传感器(不要与电流互感器混淆)可以测量直流和交流。电流传感器通常基于闭环霍尔效应或闭环磁通门技术。通常，无论电源电压如何，电源要求都低于30 mA。电流隔离是驱动电流传感器选择的关键特性。电流传感器的初级和次级电路通过磁铁彼此电气隔离。这允许较高的初级电位(480 V)，而次级是较低的控制电压(±15 V或5 V)。
 

　　电流感应传感器测量技术:
 

　　电流传感器可以是开环或闭环。强度信息被转换成与初级电流成比例的输出电压或电流。开发的个电流传感器是开环霍尔效应设计，包括磁路、霍尔元件和放大器。开环电流传感器通常是电池供电电路的，因为它们的功率要求低且尺寸小。
 

　　闭环传感器在输出端增加了一个次级绕组。该次级绕组以这样的方式缠绕在磁路周围，即次级电流产生与初级电流产生的磁场相反的磁场。闭环的优点是几乎没有寄生电流，并且不受增益随温度和更高带宽变化的影响。如此描述的模型提供了一个与输入电流成比例的电流源，其增益由次级绕组上的匝数决定。
 

　　闭环传感器提供良好的电气绝缘，在高精度至关重要时是。它们提供快速响应、高线性度和低温漂。
 

　　闭环磁通门测量技术通过磁通门检测器(位于磁路空白空间中的绕组)基本上消除了霍尔效应。方波电压对磁通门磁芯施加压力。测量感应电流，当电流达到一定阈值时，方波周期发生变化。方波的占空比与初级电流成正比。磁通门技术是数字技术，具有内部时钟，可以表现为时钟噪声。然而，噪声远高于换能器带宽。与基于霍尔效应的器件相比，磁通门传感器具有较低的初始偏移，并且随着温度的变化表现出较低的偏移漂移。
 

　　开路与闭路检测的选择归结为所需的精度和响应时间。对于需要高精度的应用，闭环电流传感器通常是显而易见的选择，因为它消除了非线性灵敏度误差。闭合电路的快速响应时间对于保护半导体开关是必要的，例如用于控制应用中电流的绝缘栅双极晶体管(IGBT)和MOSFET。