一种两位一体霍尔电流传感器制造技术

一种两位一体霍尔电流传感器，包括电磁转换装置、聚磁环、磁电转换电路，信号放大、信号调整、信号输出电路，电磁转换装置为两只贴紧并排的霍尔传感器，第一、第二霍尔传感器都为电流传感器且置于聚磁环的气隙中，聚磁环上绕制次级线圈,内部霍尔元件将检测电流产生的磁场信号转换成电信号输出接运算放大器，经放大推动输出连接到次级线圈两端。推动输出连接到次级线圈两端。推动输出连接到次级线圈两端。

【技术实现步骤摘要】
一种两位一体霍尔电流传感器


[0001]本技术涉及一种霍尔电流传感器，尤其是两位一体的霍尔电流传感器霍尔电流传感器。

技术介绍

[0002]霍尔传感器一种利用霍尔效应原理的磁敏传感器，霍尔电流传感器是利用霍尔效应原理制成的检测电流的装置。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。其突出的特点是检测电路的输入、输出电路是非接触式的即完全电隔离的。检测过程中，被测电路的状态不受检测电路的影响，检测电路也不受被检电路的影响。具有精度高，寿命长等特点。其工作原理是先将被测电流信号产生的磁场通过磁芯作用于霍尔元件，再由霍尔元件将磁场的信号转换为电压信号，电压信号经过功率放大取样输出，输出的电流值反映了测量电流的情况。
[0003]本申请人是专业制造各种霍尔传感器包括霍尔电流传感器的专业企业，在先申请了多年若干霍尔传感器并得到各方面的应用，如CN2019110851510一种长检测距离高精度霍尔位置信号器的设计方法、CN2019215601095一种倒扣式霍尔集成电路陶瓷气密性封盖装置、CN2019215600872、一种小型化片式陶瓷霍尔集成电路封装结构，CN2019215600872、一种小型化片式陶瓷霍尔集成电路封装结构，CN2019215601038、一种霍尔电流传感器，CN2019215606385、一种耐盐雾和霉菌的霍尔电流传感器，CN2020211363230、一种车用抗干扰霍尔电流传感器；但两位一体霍尔电流传感器还是初步涉及，尤其是具体用于伺服电机相电流的检测。
[0004]目前伺服电机控制系统中需对三相电流进行控制，需要两位一体霍尔电流传感器，目前还缺乏两位一体霍尔电流传感器产品设计，两位一体霍尔电流传感器，在其它应用上也极有意义。

技术实现思路

[0005]本技术目的是，提出一种两位一体霍尔电流传感器，用于伺服电机相电流的检测。
[0006]本技术的技术方案是，两位一体霍尔电流传感器，包括电磁转换装置、聚磁环、磁电转换电路，信号放大、信号调整、信号输出电路，电磁转换装置为两只贴紧并排的霍尔传感器，第一、第二霍尔传感器都为电流传感器且置于聚磁环的气隙中，聚磁环上绕制次级线圈,内部霍尔元件将检测电流产生的磁场信号转换成电信号输出接运算放大器，经放大推动输出连接到次级线圈两端。
[0007]聚磁环为熟铁杆等导磁材料制备的大环，大环的直径为5
‑
15cm,熟铁杆的直径4
‑
10mm，第一、第二霍尔传感器置于原边(聚磁环自身)的电流安匝数N1I0产生的磁场在聚磁环N1中聚集，聚磁环N1气隙中的霍尔元件检测到磁场信号，经放大推动输出级连接到次级线圈，由次级线圈(与匝数N2)在聚磁环中产生补偿电流安匝数N2I2去补偿原边电流产生的磁
场，并在动态中达到磁平衡。此时有：
[0008][0009]式中K为比例系数，A
V
为放大器开环放大倍数，V
H
为霍尔元件灵敏度，μi为磁环的初始磁导率，V
H0
聚磁环导磁的灵敏度，I0聚磁环自身的电流、聚磁环N1气隙中的霍尔元件检测到磁场信号，经放大推动输出级连接到次级线圈，由次级线圈在聚磁环中产生补偿电流安匝数N2I2(分别指次级线圈的匝数及通过的电流)；去补偿原边电流产生的磁场，并在动态中达到磁平衡。
[0010]当A
V
→
∞时，上式变为N1I0＝N2I2。这时对I2取样，可以给出原边电流电压的大小，从而反映出被测电压值的大小。
[0011]有益效果：利用本技术方案制备的两位一体霍尔电流传感器是为了伺服电机控制系统中电流环控制而研发的，具体用于伺服电机两个相电流的检测；伺服电机控制系统中需对三相电流进行控制，对其中的两相的电流进行检测，通过这两相电流检测数据，计算出第三相的电流，由于体积限制，需将检测两相电流的传感器做成一体，同时要保证两只传感器电参数的一致性以及在使用中相互之间不能产生干扰。
附图说明
[0012]图1为本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0013]根据本技术方案，参考附图1：本申请方案的霍尔电流传感器是利用霍尔效应和磁平衡原理研制的，主要包括电磁转换、磁电转换、信号放大、信号调整、信号输出等部分，其示意图如图1所示：
[0014]本申请的工作过程为：如上图1所示，原边电流安匝数N1I0产生的磁场在聚磁环中聚集，原边即为聚磁环N1气隙中的霍尔元件检测到磁场信号，经放大推动输出级，由次级线圈在聚磁环中产生补偿电流安匝数N2I2去补偿原边电流产生的磁场，并在动态中达到磁平衡。此时有：
[0015][0016]式中K为比例系数，A
V
为放大器开环放大倍数，V
H
为霍尔元件灵敏度，μi为磁环的初始磁导率。
[0017]当A
V
→
∞时，上式变为N1I0＝N2I2。这时对I2取样，可以测量原边电流的大小，从而反映出被测电压值的大小。
[0018]结构设计方案：外壳采用铝合金2A12材料，外壳加工完成后采用黑色阳极氧化对其表面进行处理，在两只传感器中间部分增加了屏蔽材料，以确保两只产品在使用过程中不会相互干扰。
[0019]本申请的两位一体霍尔电流传感器(第一、第二霍尔均置于不同相的聚磁环中用
于测量两相的电流)按照详细规范(Q/ZXK20203A
‑
2018)，两只霍尔电流传感器可并排置于外壳内。在申请人南京中旭电子科技有限公司试验中旭进行了鉴定试验，一次性通过了鉴定试验，并随用户整机产品进行了考核，满足了用户的需求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两位一体霍尔电流传感器，其特征是，包括电磁转换装置、聚磁环、磁电转换电路，信号放大、信号调整、信号输出电路，电磁转换装置为两只贴紧并排的霍尔传感器，第一、第二霍尔传感器都为电流传感器且置于聚磁环的气隙中，聚磁环上绕制次级线圈,内部霍尔元件将检测电流产生的磁场信号转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仁庆，雷佳，李海杰，曹亮，王劲鹏，刘志慧，夏晓明，
申请(专利权)人：南京中旭电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：