סיכום:

     
           

מוצג אפקט הול, מנותחים עקרון הפעולה של חיישן זרם הול ​​בלולאה סגורה, מאפייניו העיקריים, מאפייני המוצר ובחירתו. נחקרים ונותחו היישום הטיפוסי של חיישן זרם הול ​​בממיר תדרים ומעגל גילוי זרם טיפוסי בממיר תדרים, ונדון בקצרה יישומו הטיפוסי בממיר תדרים.

1. מבוא

     
           

עם ההתפתחות המתמשכת של טכנולוגיה תעשייתית מודרנית, גילוי זרם נמצא בשימוש נרחב בתחום הבקרה התעשייתית. לבקרה תעשייתית יש דרישות גבוהות לדיוק ומהירות תגובה של גילוי זרם. יחד עם זאת, היא מקווה להשיג בידוד מוחלט מהאובייקט המזוהה. חיישני זרם הול ​​פותרים בעיות אלו היטב. עם ביצועיהם המצוינים והמבנה המעודן שלהם, חיישני זרם הול ​​הפכו לפתרון למדידת בידוד זרם בתחום הבקרה התעשייתית, ונמצאים בשימוש נרחב בכוננים, ממירי תדרים, סלילי מנוע ומדידות זרם גדול בתדר גבוה.

2. עקרון העבודה

     
           

חיישן זרם הול ​​הוא חיישן שדה מגנטי המבוסס על אפקט הול. יש לו שני מצבי עבודה, כלומר לולאה פתוחה (סוג ישיר) ולולאה סגורה (סוג איזון מגנטי). היתרונות של חיישן הול בעל הגברה ישירה הם צורת מעגל פשוטה ועלות נמוכה יחסית; חסרונותיו הם דיוק וליניאריות ירודים, זמן תגובה איטי וסחיפה גדולה של הטמפרטורה. על מנת להתגבר על חסרונותיו, צצו חיישני זרם הול ​​בלולאה סגורה (איזון מגנטי).

חיישן זרם הול ​​בלולאה סגורה נקרא גם חיישן זרם הול ​​אפס-שטף, כפי שמוצג באיור 1. הוא מורכב ממעגל ראשוני, טבעת מגנטית, סליל משני של אלמנט הול, מגבר וכו'. כאשר השטף המגנטי שנוצר על ידי הזרם העיקרי IP מרוכז במעגל המגנטי דרך הליבה המגנטית האיכותית, אלמנט הול מקובע בפער האוויר כדי לזהות את השטף המגנטי, ומוציא זרם פיצוי הפוך דרך הסליל הרב-סיבובי המלופף על הליבה המגנטית, המשמש לקיזוז השטף המגנטי שנוצר על ידי ה-IP העיקרי, כך שהשטף המגנטי במעגל המגנטי תמיד נשאר אפס. לאחר עיבוד על ידי מעגל מיוחד, קצה הפלט של החיישן יכול להפיק שינויים בזרם המשקפים במדויק את הזרם העיקרי.

   

איור 1

3. מבוא למוצר

     
         

3.1 בחירת מוצרים

             

לחיישני זרם הול ​​בלולאה סגורה יתרונות רבים כגון זמן תגובה קצר, תדר פעולה גבוה, יכולת עומס יתר חזקה ובידוד גבוה. באופן כללי, חיישן זרם הול ​​נבחר על סמך אות הקלט, המראה וגודל החור הפנימי. בתעשיית החיישנים, חיישני זרם הול ​​של ג'יאנגסו אנקרי עומדים בקפדנות בדרישות שנקבעו בתקן JB/T 7490-2007 "תקן תעשיית שנאי זרם הול". שלא כמו עמיתיהם המשתמשים בחיווט מסוג פינים, כולם משתמשים במסופים ירוקים הניתנים לחיבור, מה שהופך את החיווט באתר לנוח ואמין. מוצרי מותגים נפוצים מוצגים באיור 2.

   

איור 2

     
         

3.2 מראה המוצר

             

דגם: AHBC-LTA

   

איור 3

     
         

3.3 אינדיקטורים טכניים

             

זמן תגובה: ≤1us

רוחב פס: 100kHz

זרם קיזוז: 0.1mA

טמפרטורת עבודה: -25 ~ 70 ℃

טמפרטורת אחסון: -40 ~ 80 ℃

עומס פלט: תלוי בספקי כוח עזר שונים, אותות קלט ואותות פלט

יכולת עומס יתר בקלט: הזן פי 2 מערך הטווח כדי לחזור לפעולה רגילה

עמידות במתח: 3.5kV/50Hz/דקה אחת

4. יישום

     
         

4.1 חיישנים המשמשים במעגלי ויסות מהירות המרת תדר

                 

איור 4 מעגל ויסות מהירות המרת תדר Y הוא חיישן זרם הול

1 באיור 4 משמש לגילוי זרם ישר של האפיק. כאשר מתגלים פולסים חריגים במעגל הראשי, או שהערך האפקטיבי עולה על התקן, פולס ההדק של מעגל ההדק של הממיר נקטע במהירות כדי להגן על מודולי הממיר והמיישר;

② באיור 4 משמש לגילוי הפרש הזרם בין שתי זרועות הגשר. עקב כשל קומוטציה, קל למודולי IBGT בזרועות הגשר העליונות והתחתונות של פאזה אחת להינזק עקב זרם יתר. בשלב זה, נדרשת הגנה מפני זרם קצר כדי לנתק את מעגל הנעת השער תוך 10us לאחר גילוי הקצר. ממיר מסוג זה חייב להשתמש בהתקן הגנה מהיר מפני זרם יתר. ניתן להשתמש בחיישן הזרם Hall. חיישן הזרם מזהה את הזרם בכל זרוע גשר. אם זרועות הגשר העליונות והתחתונות מוליכות בו זמנית עקב כשל קומוטציה, שני החיישנים המתאימים יזהו את אות הזרם בו זמנית. לאחר השוואה למתח הייחוס והמרה לגל מרובע, כל פולסי ההדק של הממיר נחסמים באמצעות בקרת מעגל השער, חותכים את נתיב הקצר ומגנים על מודול IBGT היקר;

③ באיור 4 משמש לזיהוי צורת הגל של זרם המוצא. הוא מחובר למעגל המוצא של הממיר כדי לזהות את זרם החילופין המשתנה עם התדר. הוא יכול לשלוט טוב יותר בפולס הטריגר וגם לספק אותות עומס יתר לציוד חשמלי.

     
         

4.2 אמצעי זהירות לשימוש

             

4.2.1 על מנת להשיג מאפיינים דינמיים ורגישות טובים יותר, יש לשים לב לצימוד של הסליל הראשוני והסליל המשני. כדי להשיג צימוד טוב, ניתן להשתמש בחוט יחיד שהחוט ממלא לחלוטין את פתח מודול חיישן הול;

4.2.2 כאשר זרם ישר גדול זורם דרך הסליל הראשוני של החיישן במהלך השימוש, והמעגל המשני אינו מחובר לספק הכוח | ווסת מתח או שהצד המשני פתוח, המעגל המגנטי ימוגנט, וכתוצאה מכך נוצרת מגנטיות שיורית, אשר תשפיע על דיוק המדידה (לכן יש לחבר את ספק הכוח ואת מסוף המדידה M תחילה לפני השימוש). כאשר זה קורה, יש לבצע תחילה דה-מגנטיזציה. השיטה היא שהמעגל המשני אינו מוסיף חשמל, אלא אותה רמת זרם חילופין עוברת דרך הסליל הראשוני ומורידה בהדרגה את ערכו;

4.2.3 ברוב המקרים, חיישני הול עמידים מאוד להפרעות שדה מגנטי חיצוניות. באופן כללי, ניתן להתעלם מהפרעות שדה מגנטי הנוצרת מזרם כפול מזרם הפעולה Ip במרחק של 5-10 ס"מ מהמודול. עם זאת, כאשר יש הפרעות שדה מגנטי חזקות יותר, יש לנקוט באמצעים מתאימים כדי לפתור אותן. השיטות המקובלות הן:

① התאם את כיוון המודול כך שהשדה המגנטי החיצוני ישפיע פחות על המודול;

② הוסף מגן מתכת העומד בפני שדות מגנטיים על המודול;

③ בחר מודולים עם אלמנטי הול כפולים או אלמנטי הול מרובים;

④ דיוק המדידה מתקבל בערך המדורג. כאשר הזרם הנמדד נמוך בהרבה מהערך המדורג, כדי להשיג דיוק, ניתן להשתמש במספר סיבובים בצד הראשוני, כלומר: IpNp = סיבובי אמפר מדורגים. בנוסף, טמפרטורת מזין הראשוני לא צריכה לעלות על 80°C.

5. ההסתגלות

     
         

             

לחיישני זרם הול ​​יתרונות רבים. על ידי גילוי ובקרה מדויקים של זרמים גדולים, הם מבטיחים פעולה בטוחה ואמינה של מוצרי ממירים, ומאפשרים לממיר להתמודד עם מצבים חריגים בזמן תוך כדי יציאה תקינה, ובכך לשפר את אמינות הממיר ואת איכות הבטיחות של הממיר. לכן, היתרונות של חיישני זרם הול ​​בממירי תדר הופכים לברורים יותר ויותר, והם הפכו לחלק בלתי נפרד מתעשיית ממירי התדרים.

【הַפנָיָה】

     
         

             

[1] מדריך תכנון ויישום של מיקרו-רשתות ארגוניות של Ankerui מהדורת 2019.11

[2] שיה וונה. חיישנים ויישומיהם [M]. בייג'ינג: הוצאת הספרים להשכלה גבוהה, 2003.

[3] יואן ג'ונוו. יישום חיישן זרם הול ​​בממיר תדרים

הצהרת אחריות: מאמר זה משוכפל מ-"Ankerui Information Exchange", התומך בהגנה על זכויות קניין רוחני. אנא ציין את המקור המקורי ואת מחבר ההדפסה המחודשת. אם ישנה הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.

מספר טלפון של החברה: 86-0755-83044319+
פקס/פקס: 86-0755-83975897+
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 מנהל לי

QQ: 332496225 מנהל Qiu

כתובת: חדר 809, בניין C, בניין הטכנולוגיה ז'אנטאו, שדרת מינגז'י מס' 1079, רובע לונגהואה החדש, שנזן