專利名稱：一種高過載型霍爾電流傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電流傳感器領域，特別是可以耐受高過載電流的電流傳感器。
背景技術：
霍爾電流傳感器是利用霍爾效應原理制成的檢測電流的裝置。其檢測原理是通過霍爾元件檢測被測電流產生的磁場，再通過磁電轉換輸出與被測呈線性關系的電信號，從而達到檢測電流的目的。其突出的特點是全隔離測量，即測量電路不必接入被測電路即可實現電流檢測，它們靠磁場進行耦合，檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中，被測電路的狀態(tài)不受檢測電路的影響，檢測電路也不受被檢電路的影響。通?；魻栯娏鱾鞲衅鞫嗖捎弥苯訙y量及磁平衡兩種方式進行檢測，常規(guī)霍爾電流傳感器檢測時，過載電流僅為額定電流的數倍，在一些特殊應用場合，如電力行業(yè)應用中， 一旦出現故障，可能產生10倍額定電流的情況，一般的霍爾電流傳感器無法承受而導致傳感器損壞。同時在穩(wěn)定性、低溫漂、線性度等方面還需要加強。
發(fā)明內容本實用新型的目的就是提出一種新型的霍爾電流傳感器，在保證穩(wěn)定性、低溫漂、 線性度高的情況下，解決在使用過程中，被測電流出現瞬間大電流的情況。傳感器被測電流短時經受10倍額定電流的情況下，傳感器不損壞，當被測電流恢復正常后，傳感器仍能正
常工作。本實用新型技術方案是高過載霍爾電流傳感器，包括集磁環(huán)，置于集磁環(huán)缺口的霍爾元件、運算放大器、AD芯片、微處理器、驅動電路，繞制在集磁環(huán)上的次級補償線圈，霍爾元件電壓信號輸出依次接運算放大器、AD芯片、微處理器、驅動電路和繞制在集磁環(huán)上的次級補償線圈，霍爾元件電壓信號輸出依次接運算放大器、AD芯片和微處理器；微處理器輸出信號接驅動電路，驅動電路輸出再接次級補償線圈。形成閉環(huán)測量系統(tǒng)。本實用新型采用磁平衡式設計原理，套在待測導線的且有缺口的集磁環(huán)，即磁環(huán)將原邊電流所產生的磁場聚集后，作用于霍爾元件，使其有電壓訊號輸出，輸入到運算放大器，經運算放大器放大后，輸出補償電流經次級補償線圈。次級線圈產生的磁場與原邊電流產生的磁場相反，因而補償了原邊磁場，使霍爾輸出逐漸減少，當原次級磁場相等時，補償電流不再增大，并在動態(tài)中達到磁平衡，建立時間往往在1 μ s以內，整個測量回路形成閉環(huán)系統(tǒng)，這種線路主要由磁電轉換部分，放大部分及驅動補償線路部分等組成。應用霍爾檢測的閉環(huán)(補償)電流傳感器，具有穩(wěn)定性好、溫漂小、線性度高、負載能力強等特點。能夠測量交流以及各種波形的電流。它們靠磁場進行耦合，檢測電路的輸入、輸出電路是完全電隔離的。檢測過程中，被測電路的狀態(tài)不受檢測電路的影響，檢測電路也不受被檢電路的影響。

[0007]圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
高過載霍爾電流傳感器由以下幾部分組成，待測電流的導線1、集磁環(huán)2、元器件單元3包括運算放大器、AD芯片和微處理器、霍爾元件H、驅動電路4?？梢栽O有注塑外殼通過灌封膠將元器件組合單元和驅動電路一體化安裝，霍爾電流傳感器具有電磁轉換、磁電轉換、運算放大器構成的信號放大組件、還可設有信號調整、信號輸出等功能，被測電流通過霍爾元件進行磁電轉換并通過(引腳)過流針，傳感器另由初級引腳供電。微處理器控制信號通過放大后驅動次級線圈至集磁環(huán)(繞制在集磁環(huán)上)，實現閉環(huán)電流測量。采用了電源限位保護技術，對敏感元件的工作電源經過變換后鉗位，使霍爾元件的輸出控制在一定的范圍內，即使被測電流達到遠高于額定電流，在輸出端仍然限制在可承受范圍內。這樣，一旦被測電流恢復正常，傳感器又可以正常工作。在磁芯材料上選用坡莫合金材料，坡莫合金的主要特點是具有很高的導磁系數和很低的矯頑力，在瞬態(tài)過載大電流的情況下，磁芯也不容易輸出飽和，有利于減小傳感器的剩磁，提高傳感器的精度。結構設計方案為方便應用，從小型化角度，設計成一體化結構，通過注塑外殼將上述幾個單元封閉組合成一個整體，同時進行灌封，構成模塊化結構。
權利要求1.高過載霍爾電流傳感器，其特征是包括集磁環(huán)，置于集磁環(huán)缺口的霍爾元件、運算放大器、AD芯片、微處理器、驅動電路和繞制在集磁環(huán)上的次級補償線圈，霍爾元件電壓信號輸出依次接運算放大器、AD芯片和微處理器；微處理器輸出信號接驅動電路，驅動電路輸出再接次級補償線圈。
專利摘要高過載霍爾電流傳感器，包括集磁環(huán)，置于集磁環(huán)缺口的霍爾元件、運算放大器、AD芯片、微處理器、驅動電路和繞制在集磁環(huán)上的次級補償線圈，霍爾元件電壓信號輸出依次接運算放大器、AD芯片和微處理器；微處理器輸出信號接驅動電路，驅動電路輸出再接次級補償線圈。
文檔編號G01R19/00GK202305636SQ201120394679
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權日2011年10月17日
發(fā)明者何萬海, 劉澤金, 夏曉明, 馬志愿 申請人:南京中旭電子科技有限公司