[实用新型]一种电压输出闭环型霍尔电流传感器用电子线路

说明书

本实用新型属于霍尔电流传感器电子线路领域，公开了一种电压输出闭环型电流传感器用电子线路，包括一个大闭环负反馈，大闭环负反馈由霍尔元件、轨至轨输出的双运算放大器、带自偏置的推挽输出功率三极管和带有气隙磁芯的线圈组成，霍尔元件安装在磁芯的气隙中，双运算放大器之一的输入端与霍尔元件输出端相连接，与霍尔元件输出端相连接的运算放大器输出端驱动带自偏置的推挽输出功率三极管，推挽输出功率三极管驱动带有气隙磁芯的线圈，在霍尔元件恒压偏置电压端加一积分电路，在电流传感器的供电正负电源端分别加一限幅稳压二极管，本实用新型提供了一种低成本、适用性更好的电压输出闭环型霍尔电流传感器的电子线路。

技术领域

本实用新型具体涉及一种电压输出闭环型霍尔电流传感器用电子线路。

背景技术

电流传感器是一种应用十分广泛的电子组件,它被广泛应用于各种变流技术、交流数控装置等以电流作为控制对象的自控领域中。

对电流的非接触测量和监控方法很多,霍尔电流传感器因其优异的性价比被广泛应用而形成产业化；霍尔电流传感器通常有开环、闭环两种工作模式,闭环型霍尔电流传感器由用软磁材料制成的环形磁芯、霍尔元件、次级线圈及适当的功率放大电路组成，在这里霍尔元件起指零器的作用，因此其灵敏度越高越好，一般选InSb材料制作的高灵敏度霍尔元件，其相关特性如图1、图2所示。国外闭环型霍尔电流传感器电子线路图如图3，这种电子线路存在以下问题：

1，如图1，InSb霍尔元件的不平衡电压在恒压工作条件下其温度特性曲线非常平坦，而在恒流工作条件下其温度特性曲线在负温区非常陡峭，如图3，当传感器供电电压一定时，这种电子线路中霍尔元件都在恒流条件下工作，当工作温度低于0℃时，传感器的零点温漂将会很大，严重影响传感器的电流测量精度，从而限制了传感器的工作温度范围，一般为-10-80℃。

2.这种电子线路中运算放大器的输出端驱动无偏置的射极跟随器，因此用这种电子线路的电流传感器在测量交变电流时，其输出波形中存在非常严重的交越失真。

3、所采用的霍尔元件为带插脚的SIP4封装，4只引脚的中心间距为1.0mm，自动焊接(波峰焊)工艺要求非常高，一次通过率仅为20％-40％之间，必须人工补焊，无法实现全自动流水生产。

4、在工业自控系统中，电流传感器一般由开关电源供电，开关电源一般由变压器变压、整流、滤波成直流电压向控制系统供电，而滤波一般由大容量铝电解电容器完成，随着时间、工作温度的增加，铝电解电容器的电解液不断挥发，导致铝电解电容器的等效阻抗不断增加、滤波效果下降，向控制系统供电的直流电压中的纹波电压幅度不断增加到正负18V以上，随着系统电源开关次数增加，供电电源不断冲击电流传感器中的运算放大器，造成放大器损坏电流传感器失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压输出闭环型霍尔电流传感器用电子线路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电压输出闭环型霍尔电流传感器用电子线路，包括由霍尔元件、轨至轨输出的运算放大器、带自偏置的推挽输出功率三极管、带磁芯的次级线圈，形成大闭环负反馈，在次级线圈中产生与初级电流一一对应的次级补偿电流，所述运算放大器与霍尔元件连接，所述运算放大器输入端设置有电平转移电路，所述运算放大器输出端直接驱动带自偏置的推挽输出功率三极管，输出功率三极管去驱动带磁芯的次级线圈，所述运算放大器的反相输入端与功率三极管输出端之间设置有比例积分电路，所述输出功率三极管设置有高压释放电路，对所述霍尔元件采用恒压工作，并在霍尔元件恒压偏置电压端加一积分电路，所述次级补偿电流通过高精度的取样电阻和带防短路放大器转换成电压输出，在所述电流传感器的供电正负电源端分别加一限幅稳压二极管。

优选的，对于电压输出闭环型霍尔电流传感器中的霍尔元件采用贴片式封装霍尔元件。

优选的，所述运算放大器采用轨至轨输出的双运算放大器。