霍尔电流传感器乃是根据霍尔效应原理精制而成的。它具备两种工作模式,分别为磁平衡式和直式。霍尔电流传感器通常由原边电路、磁芯、霍尔元件、(次级线圈)以及放大电路等构件构成。
直放式电流传感器(开环式)
众所周知,电流通过长导线时,会在导线周围产生一磁场,而这一磁场的强度与流过导线的电流呈现正比例关系,可以通过磁芯将磁场感应至霍尔元件并产生一信号输出。这一信号经过信号放大器放大后以直读形式显示,通常的额定输出为4伏特。
磁平衡式电流传感器(闭环式)
磁平衡式电流传感器又名补偿式传感器,即主回路中的被测电流Ip在磁芯附近产生的磁场通过一个次级线圈,电流产生的磁场得以补偿,从而使霍尔元件处于检测零磁通的运作状态。
磁平衡式电流传感器的运作过程如下:当主回路中有电流流通时,在导线中产生的磁场被磁芯聚集并感应至霍尔元件,产生的信号输出将驱动相应的功率管并使其导通,从而获取一补偿电流Is。这一电流再通过多圈绕组产生磁场,该磁场与被测电流产生的磁场呈相反方向,因此能够补偿原磁场,使霍尔元件的输出逐渐减弱。当Is与Ip与匝数的乘积所产生的磁场相等时,Is不再增加,此时霍尔元件起到指示零磁通的作用,我们可以依靠Is实现平衡。被测电流的任何变动都将打破这一平衡。一旦磁场失去平衡,霍尔元件将产生信号输出。经过功率放大后,立即可输出相应的电流流经次级线圈以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到重新平衡,所需的时间理论上不到1微秒,这是一个动态平衡的过程。