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閉環(huán)電流傳感器在車(chē)用電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

地面車(chē)用電源系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱電源系統(tǒng)）輸出電流的檢測(cè)與控制，直接關(guān)系著電源系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性，并影響車(chē)輛的運(yùn)行狀況及車(chē)輛的可操作性。由于車(chē)輛復(fù)雜的使用條件導(dǎo)致車(chē)用電源的負(fù)載變化較大，隨之電源額輸出功率也將發(fā)生較大變化，若對(duì)電源的輸出電流不加限制，會(huì)造成電源因過(guò)載而發(fā)熱。影響其功率輸出，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致電源永久失效。
閉環(huán)霍爾電流傳感器（以下簡(jiǎn)稱傳感器）在車(chē)用電源系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電源系統(tǒng)輸出電流的隔離測(cè)量，并通過(guò)反饋控制電源系統(tǒng)的輸出功率，保護(hù)了電源系統(tǒng)不會(huì)因電負(fù)載的變化而損壞。
1.閉環(huán)霍爾傳感器的工作原理
自1879年美國(guó)物理學(xué)家Edwin Herbert Hall發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)以來(lái)，霍爾技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。隨著元器件工藝技術(shù)的發(fā)展，由霍爾器件應(yīng)用開(kāi)發(fā)的霍爾電流、電壓傳感器的性能也有了很大提高，特別是閉環(huán)霍爾電流、電壓傳感器的研制成功，大大地?cái)U(kuò)展了該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.1霍爾效應(yīng)及霍爾器件
霍爾效應(yīng)是霍爾技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，當(dāng)通有小電流的半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中時(shí)（如圖1），半導(dǎo)體內(nèi)的載流子受洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使半導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差，該電勢(shì)差即為霍爾電壓VH，VH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B及控制電流IC成正比，經(jīng)過(guò)理論推算有式（1）關(guān)系： VH=（RH/d）×B×IC （1）
式中：B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，IC為控制電流，RH為霍爾系數(shù)，d為半導(dǎo)體厚度。
式（1）中，若保持控制電流IC不變，在一定條件下，可通過(guò)測(cè)量霍爾電呀推算出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由此建立了磁場(chǎng)與電壓信號(hào)的聯(lián)系。根據(jù)這一關(guān)系式，人們研制出了用于測(cè)量磁場(chǎng)的半導(dǎo)體器件，即霍爾器件。

圖1 霍爾效應(yīng)原理

2.2閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理
閉環(huán)霍爾電流傳感器是利用霍爾器件為核心敏感元件用于隔離檢測(cè)電流的模塊化產(chǎn)品，它的工作原理是霍爾磁平衡式（或稱霍爾磁補(bǔ)償式、霍爾零磁通式）。眾所周知，當(dāng)電流流過(guò)一根導(dǎo)線時(shí)，將在導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的大小與流過(guò)導(dǎo)線的電流大小成正比，這一磁場(chǎng)可以通過(guò)軟磁材料來(lái)聚集，然后用霍爾器件進(jìn)行檢測(cè)，由于磁場(chǎng)的變化與霍爾器件的輸出電壓信號(hào)有良好的的線性關(guān)系，因此，可利用霍爾器件測(cè)得的輸出信號(hào)，直接反映出導(dǎo)線中的電流大小，即