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霍尔转速传感器HC-1024PA是以霍尔元件为核心构成的一种传感器。霍尔传感器具有结构牢固，体积小，寿命长，安装方便，功耗小，频率高，耐振动，不怕灰尘、油垢及盐雾等的污染或腐蚀等优点。
霍尔传感器的工作原理 霍尔传感器是利用霍尔效应工作的传感器。霍尔效应是指置于磁场中的静止载流导体，当电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势的现象。
霍尔集成电路结构分析 霍尔集成电路按输出方式可分为线性型和开关型，若按集成电路内部的有源器件可分为双极型和MOS型。图2、图3分别示出了一种双极型霍尔集成电路内部的原理结构和逻辑结构，图2为开关型的，图3为线性型的。 在图2中IC内通过霍尔元件H的磁性检测反映为高低电平的输出。V1、V2组成差分放大器，它将霍尔电势放大，其放大倍数约几十倍；V3、V4组成施密特触发器，它将放大的霍尔电势整形为矩形脉冲；V5、V6进一步对矩形脉冲缓冲放大；V7、V8为开路集电极输出管。图2a中有两个输出端，这里之所以采用集电极开路输出结构，是因为它可以有较大的负载能力，且易于与不同类型的电路接口，但亦有部分霍尔集成电路采用发射极开路输出形式，如图2b、2c所示。 图3所示是线性霍尔集成电路的内部结构，其输出电压能随外加磁场强度的变化而连续变化，其输出变化曲线一般如图4所示。它的特点是灵敏度高，输出动态范围宽、线性度好。图3a中V1、V2为差分放大器，R1、R2射极电阻的负反馈展宽了电路的线性范围，V5、V6**级差分放大使放大倍数很高。有的线性霍尔集成电路还设置了引出端外接电位器进行补偿、调零或改变电路的灵敏度。 霍尔转速传感器HC-1024PA
是霍尔技术应用的理论基础，当通有小电流的半导体 薄片置于磁场中时，半导体内的载流子受洛伦兹力的作用发生偏转，使半导体两侧产生电势 差，该电势差即为霍尔电压VH，VH与磁感应强度B 及控制电流IC成正比，经过理论推算有式 （1 ）关系。
VH= （RH/d）×B ×IC（1 ）
式中：B 为磁感应强度；IC为控制电流；RH为霍尔系数；d 为半导体厚度。
式（1 ）中，若保持控制电流IC不变，在一定条件下，可通过测量霍尔电压推算出磁感 应强度的大小，由此建立了磁场与电压信号的联系。根据这一关系式，人们研制出了用于测 量磁场的半导体器件，即霍尔器件。
2.2 闭环霍尔电流传感器的工作原理闭环霍尔电流传感器是利用霍尔器件为核心敏感元 件用于隔离检测电流的模块化产品，它的工作原理是霍尔磁平衡式（或称霍尔磁补偿式、霍 尔零磁通式）。众所周知，当电流流过一根导线时，将在导线周围产生磁场，磁场的大小与 流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测， 由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系，因此，可利用霍尔器件测得 的输出信号，直接反映出导线中的电流大小，即I ∝B ∝VH（2 ）
式中：I 为通过导线的电流； B为导线通电流后产生的磁感应强度。
当选择适当的比例系数后，上述关系可以表示为等式。
对于霍尔输出电压信号VH的处理，人们设计了许多种电路，但总体来讲可分为两类，一 类为开环（或称直测式、直检式）霍尔电流传感器；另一类为闭环（或称零磁通式、磁平衡 式）霍尔电流传感器。针对霍尔传感器的电路形式而言，人们*容易想到的是将霍尔器件的 输出电压用运算放大器直接进行信号放大，得到所需要的信号电压，由此电压值来标定原边 被测电流大小，这种形式的霍尔传感器通常称为开环霍尔电流传感器。开环霍尔传感器的优 点是电路形式简单，成本相对较低；其缺点是其精度、线性度较差，响应时间较慢，温度漂 移较大。为了克服开环传感器的不足，上世纪80年代末期，便出现了闭环霍尔电流传感器。
闭环霍尔电流传感器的工作原理是磁平衡式的，即原边电流（IN）所产生的磁场，通过 一个副边线圈的电流（IM）所产生的磁场进行补偿，使霍尔器件始终处于检测零磁通的工作 状态。当原副边补偿电流产生的磁场在磁芯中达到平衡时，即N1×IN=N2 ×IM（3 ）
式中：N1为原边线圈的匝数；N2为副边线圈的匝数。
由式（3 ）可以看出，当已知传感器原边和副边线圈匝数时，通过测量副边补偿电流IM 的大小，即可推算出原边电流IN的值，从而实现了原边电流的隔离测量。
3 闭环霍尔电流传感器的主要性能闭环霍尔电流传感器是近10年来出现的高技术模块化 产品，其性能大大优于开环霍尔电流传感器，同时与传统的分流器或互感器的电流测量方法 相比亦有许多优点。闭环霍尔电流传感器主要有以下特点：1 ）可以同时测量任意波形电流， 如：直流、交流、脉冲电流；2 ）副边测量电流与原边被测电流之间完全电气隔离，绝缘电 压一般为2kV ～12kV；3 ）电流测量范围宽，可测量额定1mA ～50kA电流；4 ）跟踪速度di/dt>50A/ μs ；5 ）线性度优于0.1 ％IN；6 ）响应时间<1μs ；7 ）频率响应0 ～100kHz. 4 传感 器在车用电源系统中的应用闭环霍尔电流传感器的应用范围很广，目前已成功地应用于逆变 焊机，发电及输变电设备，电气传动，数控机床等工业产品上。我们假以南京中旭的额定电 流为300A的HNC-300S型霍尔电流传感器为例，说明这种传感器的应用（传感器电参数略）。 在某型地面车辆上装备了一套独立的大功率发电系统，该发电系统设计选用了HNC －300S型 闭环霍尔电流传感器作为系统电流检测部件，通过对传感器的输出信号进行处理，设定限流 工作点，确保发电系统的输出功率不高于发电机的额定功率。闭环霍尔电流传感器HNC －300S 的应用，很好地实现了上述应用目的。
当发电机G 输出正端汇流母线穿过HNC －300S的原边电流穿孔，由传感器HNC －300S检
测发电机的输出电流，传感器的输出IM与发电机控制盒相连，由发电机控制盒设定发电机的 输出电流控制点，依据此信号，对发电机的输出电流加以限制，避免发电机因输出功率过高 而发生故障或损坏，从而保证发电系统正常工作。