霍尔传感器在变频器中的应用.pptVIP

深圳市三电测控技术有限公司 3E SENSOR 公司简介 1 2 3 4 5 目录 传感器在功率变频器上与电阻采样方式的比较 传感器原理简介 传感器特点及三电系列传感器简介 变频器常用传感器系列 6 传感器采样与电阻采样的成本及安全性比较 3E测控科技公司简介 深圳市三电测控技术有限公司是一家专业的传感器研发和生产企业，产品范围涵盖全系列的霍尔开环电流传感器、霍尔闭环电流传感器、霍尔电压传感器、直流漏电流传感器、数字传感器、电流变送器和光电隔离变送器等，是国内最早涉足直流漏电流和霍尔传感器研究和量产的厂家之一。公司始终视产品的稳定性为企业的生命，将这种理念贯穿于产品的设计、采购、制造、检验等环节，使得产品的稳定性、精度及抗干扰性等性能达到行业最高水平。公司产品广泛应用于国内外的电力、电源、地铁、汽车、焊机以及军工航天等领域，与国内外客户建立了长期的信任合作关系，在电力电源等领域有较高的市场占有率和市场美誉度。公司产品通过了ISO9000，EMC以及ROHS认证。 以领先技术、优质服务、客户为纲、诚信务实之经营理念赢得客户信赖和支持，以互利共赢为宗旨取得发展。 3E测控科技公司简介 产品系列： 霍尔开环电流传感器 霍尔闭环电流传感器 霍尔闭环电压传感 磁调制式直流漏电流传感器 隔离放大器 电流/电压变送器 电流传感器原理简介（一） 当原边电流IP流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压VS精确的反映原边电流IP 霍尔开环（直放式）电流传感器 电流传感器原理简介（二） 原边电流Ip在导线上产生的磁场被聚磁环聚集并感应到霍尔器件上， 所产生的信号输出用于驱动相应的功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。 这一电流再通过多匝绕组产生一个反向磁场 ，因而补偿了原来的磁场， 使霍尔器件的输出逐渐减小。当与Ip与匝数相乘 所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起指示零磁通的作用。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。 一旦磁场失去平衡，霍尔器件就有信号输出，该信号经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿，使磁场再次平衡，从失衡到平衡所需的时间理论上不到1μs，这是动态平衡的过程。 霍尔闭环（平衡式）电流传感器 传感器在变频器中的应用 变频技术应用越来越广泛，我们常见的领域有机床设备（如注塑机、印刷机等）、风机水泵（水泥、矿山等）、重载（如轨道交通、电梯等）、空调、电磁加热（如商用电磁炉等）。传感器由于其优异的特性，越来越多的变频器制造商选择它作为电量监控的元器件。 在变频器中，霍尔电流传感器的主要作用监控工作电流保护昂贵的IGBT模块。 由于霍尔电流传感器的响应时间短于1μs，因此，出现过载或短路时，在晶体管未达到极限温度之前即可切断电源，使晶体管得到可靠的保护。 更有一些优秀的电路设计可以根据传感器的反馈信号（线性的电流或电压变化），来调节输入电流，使输入电流更趋于稳定，从而更好的保护变频装置，延长设备的使用寿命。 电流传感器在变频器里的基本结构流程如下图： 传感器在功率变频器上与电阻采样方式的比较（一） 霍尔传感器在功率变频器上与电阻采样方式的比较： 变频器使用的电流检测技术比较流行的有两种: 一种是大功率精密电阻电流采样方式，通过运放电路输进到MCU的检测方法。 电阻采样方式的最大优点就是本钱低，适用性好，可以根据不同情况来设计自己的电路，达到最佳效果。但其缺点也很多，最主要的是响应速度慢，运算电路比较多，轻易受到干扰，还有就是大功率精密电阻的温漂很严重，在一些特定应用场合不适用。 传感器在功率变频器上与电阻采样方式的比较（二） 霍尔器件在小功率变频器上与电阻采样方式的比较 另一种是霍尔传感器采样方式，通过霍尔电流传感器输出的电压信号，经过处理后输进到MCU的检测方法。 霍尔采样方式的优点是：响应时间短，温漂小，检测出来的电路线性度很好，而且因为是隔离采样，外部应用电路简单，可靠耐用。缺点就是价格偏高，体积偏大。 传感器采样方式与电阻采样方式的成本比较 传感器采样方式与电阻采样方式的成本比较 随着霍尔电流传感器的不断发展，使用模块化的IC技术，霍尔器件内部电路的多功能化等等，使霍尔电流传感器的体积不断缩小，价格也越来越公道。 线性 光耦 ---- DIP 封装 精密电阻 接口 精密电阻 左图是传感器采样方案，由于其输出的是国际通用的标准数字信号，可以直接输入到MCU，简化了转换电路，成本越来越低；右图是电阻采样方式的一种常用方案，由于大功率精密电阻及线性光耦价格不菲，整体算下来