霍尔传感器在变频器中地应用方向

公司简介12345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，整体算下来成本和传感器方案相差无几。传感器采样方式电阻采样方式例如2010传感器采样方式的安全性霍尔电流传感器结构牢固，体积小，重量轻，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀,而且工作温度范围宽（－55℃～150℃），响应速度快（可达μS级），测量精度高（误差低于4‰）。输出波形清晰、无抖动、无回跳。隔离采样的特性还决定它无触点、无磨损、寿命长，安装方便，功耗小。以上优点提升了变频器的可靠性，极大的提高了变频器的安全品质，加强了变频器的售后保障，保证了变频器品牌知名度提升。一点点成本的增加，就可以很好的解决困扰厂家的售后保障问题，所以霍尔电流传感器在变频器里的优势越来越明显，应用也越来越广泛。开环传感器特点及三电传感器系列开环电流传感器的特点额定输入电流50~300~600A测量电流范围150~100~400A响应时间≤3μS~5μS工作温度-40～+85℃变频器常用系列SZ5系列SZ1系列SZ3系列无插入损耗体积相对较大成本相对较高体积小，测量范围宽，可达额定值的三倍成本低：结构和电路简单损耗低闭环传感器特点及三电传感器系列闭环电流传感器的特点额定输入电流6~50~100~300A测量电流范围20~150~300~900A响应时间≤1μS工作温度-40～+85SC7小电流系列变频器、控制器常用

SC6系列漏电流传感器系列SC8系列无插入损耗体积相对较大成本相对较高精度高，线性好，磁失调小动态性能好（频带宽，响应时间短）无增益误差和漂移变频器常用传感器系列SC7系列SC7-5ASC7-10ASC7-15ASC7-25A额定输入电流5101525A测量电流范围16324880A匝比2:16001:16001:12001:1500取样电阻100±0.5%100±0.5%50±0.5%37.5±0.5%Ω额定输出电压0.625±0.5%0.625±0.5%0.625±0.5%0.625±0.5%V初级引脚尺寸φ0.8φ1.0φ1.0φ1.4mm电源电压+5±5%V失调电压2.5±0.5%V失调电压漂移≤±0.5mV/℃线性度≤0.1%FS总精度±0.7%di/dt跟随精度＞50A/µS响应时间＜500nS带宽(-1db)DC～200KHZ绝缘电压50HZ,1min2.5KV工作温度-40～+85℃储存温度-40～+125℃变频器常用传感器系列SC6系列项目SC6-50ASC6-100ASC6-125ASC6-200A.额定输入电流50100125200A测量电流范围150(±18V,100Ω)300(±18V,68Ω)375(±18V,15Ω)600(±18V,12Ω)A匝比1:10001:20001:10001:2000次级线圈阻抗30453045Ω额定输出电流50±0.5%50±0.5%125±0.5%100±0.5%mA电源电压100A/us±12～±18V失调电流±0.2mA失调电流漂移≤±0.005mA/℃线性度≤0.1%FS带宽(-3db)0～200KHz响应时间≤1us绝缘电压3.0（50HZ,1min）KV工作温度-40～+85℃储存温度-40～+125℃直流漏电流传感器SLD系列产品名称SLD1、SLD2、SLD3额定输入电流1020304050mA测量电流范围20406