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闭环霍尔与开环霍尔电流传感器区别以及霍尔电流传感器在电动汽车上的实现形式
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发布时间:2022年08月11日                  作者:德国GMC-I高美测仪(上海电励士)

闭环霍尔电流传感器开环霍尔电流传感器

闭环霍尔电流传感器性能要优于开环霍尔电流传感器,可以测量任意波形的电流、主副线圈间绝对电气隔离、电气测量范围宽、响应时间短,在交直流测量中均可应用

霍尔电流传感器

1、开环霍尔与闭环霍尔的对比

☆ 带宽不同:

气隙处的磁场始终在零磁通附近变化,由于磁场变化幅度非常小,变化幅度小,变化的频率可以更快,因此,闭环式霍尔电流传感器具有很快的响应时间。实际的闭环式霍尔电流传感器带宽通常可以达到100kHz以上。而开环式霍尔电流传感器的带宽通常较窄,带宽在3kHz左右。

☆ 精度不同:

开环式霍尔电流传感器副边输出与磁芯气隙处的磁感应强度成正比,而磁芯由高导磁材料制作而成,非线性和磁滞效应是所有高导磁材料的固有特点,因此,开环式霍尔电流传感器一般线性度角差,且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态,磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响,可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达0.2%。

☆ 开环霍尔和闭环霍尔都存在磁饱和问题:

开环问题表现比较直接,当原边电流过大时,磁场强度超过了磁化曲线的正常工作范围,就会发生磁饱和;闭环霍尔在零磁场下工作,但遇到非正常情况也会出现磁饱和,简单说当副边线圈未供电或者原边电流过大时,磁饱和会发生。

2、霍尔电流检测在电动汽车上的具体实现形式

以一个文献上介绍的方案为例,大体说明霍尔电流传感器在电动汽车上的工作过程。

一个霍尔电流监测系统主要包括:霍尔传感器,电流采集处理电路,CAN接口电路,MCU最小系统电路组成硬件部分;

通讯协议部分包括:发送协议和动态标定协议;软件包括上位机动态标定和监控程序设计; 下位机动态标定、数据采集、发送程序设计。

硬件电路,一方面将12V输入电源转化成稳定的8V电源作为霍尔检测信号的输入电源;霍尔元件在电池包主回路电流形成磁场的作用下,形成霍尔电压,输出到采集电路,由于电压值比较小,需要放大电路放大以后,将电压信号输送给单片机输入端口。经过单片机运算处理,得到电流测量值;通过CAN总线模块,将电流采样结果发送给电池管理系统。