一 、霍爾效應(yīng)理論及其電流傳感器關(guān)于霍爾效應(yīng)理論

霍爾效應(yīng)是由Edwin Hall于1879年在約翰霍普金斯大學(xué)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。由于當(dāng)時(shí)有儀器可用，由于實(shí)驗(yàn)的微妙性質(zhì)，從材料獲得的電壓極低（以微伏為單位）。因此，在開發(fā)出合適的材料之前，在實(shí)驗(yàn)室之外不可能使用霍爾效應(yīng)。半導(dǎo)體材料的發(fā)展為霍爾效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用制造了高質(zhì)量的換能器。 霍爾效應(yīng)是指放置在磁場中的載流導(dǎo)體的相對邊緣產(chǎn)生電壓。當(dāng)電流通過放置在磁場中的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體上會(huì)在垂直于磁場和電流的方向上產(chǎn)生電位差，其大小與電流和磁場成正比，這種現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)，它是許多磁場測量儀器和設(shè)備的基礎(chǔ)。關(guān)于電流傳感器霍爾效應(yīng)電流傳感器用于測量交流和直流電流。通過使用線性模擬霍爾效應(yīng)傳感器，可以測量從250mA到數(shù)千安培的電流。 這種隔離的模擬輸出電壓被進(jìn)一步數(shù)字化，并且通過添加放大器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和溫度補(bǔ)償。載流導(dǎo)體始終被磁場包圍，因此在該磁場附近放置線性霍爾效應(yīng)傳感器，然后在傳感器的輸出端產(chǎn)生電壓，如下圖所示。該電壓與導(dǎo)體周圍的磁場強(qiáng)度成比例。 通過將霍爾效應(yīng)傳感器與電磁鐵結(jié)合使用，可以獲得更靈敏、更高效的隔離式電流傳感裝置。這種布置由一個(gè)開槽鐵氧體環(huán)形磁芯和一個(gè)位于間隙中的霍爾效應(yīng) IC傳感器組成。
傳感器被磁芯包圍，因此磁芯充當(dāng)通量集中器，因?yàn)樗鼘⒏袘?yīng)磁場聚焦到霍爾元件放置的位置，如下圖所示。 通過改變磁芯上的繞組數(shù)量，該傳感器可以測量幾安培到幾千安培的電流?；魻栃?yīng)傳感器的輸出電壓與流過繞組的電流成正比，因此與電流測量值成正比。

二、電流傳感器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用傳感器

作為新能源汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，是電動(dòng)汽車電子控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，也是電動(dòng)汽車電子技術(shù)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容之一。除了傳統(tǒng)汽車零部件所需要的傳感器外，新能源汽車中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、BMS、OBC、DC/DC等都需求用到傳感器。同時(shí)隨著電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)的變化，相對傳統(tǒng)汽車，其內(nèi)部所用的傳感器傳感器類型也相應(yīng)發(fā)生變化。 電流傳感器是將電流信號轉(zhuǎn)換為另一個(gè)可分析信號的設(shè)備。在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，電流傳感器主要應(yīng)用場景包括：BMS電流監(jiān)測、電機(jī)控制器上的電流監(jiān)測、PDU電流監(jiān)測，OBC/DCDC電流監(jiān)測、充電樁的漏電流檢測等。在電動(dòng)汽車中，流經(jīng)電源、轉(zhuǎn)換器和電機(jī)繞組的電流的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對于保持控制至關(guān)重要。 另外電流監(jiān)測對于故障檢測和診斷也至關(guān)重要，以指示短路、斷開連接或電機(jī)堵塞等缺陷。在電池管理系統(tǒng)（BMS）中，電流感應(yīng)對于狀態(tài)監(jiān)測和電池平衡至關(guān)重要，以確?？煽啃院桶踩?，而車載充電器（OBC）需要精確的實(shí)時(shí)電流測量來評估電池充電狀態(tài)并控制充電會(huì)話。

三、驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流傳感器的作用

1.測量電路電流的變化情況，電流的大小將能非常直接反映出電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，避免不良工作狀態(tài)的產(chǎn)生。

2.電流的測量還能用于計(jì)算電機(jī)的輸出功率，以便更好調(diào)節(jié)管理電機(jī)工作狀態(tài)。

3.電機(jī)卡住是非常嚴(yán)重的機(jī)械事故，很有可能會(huì)因此而造成電路中電流驟升，使得電機(jī)線圈迅速發(fā)熱而燒毀。而電流傳感器能夠通過對電流的測量，及時(shí)在電機(jī),發(fā)生卡住時(shí)切斷供電電源，有效保護(hù)電機(jī)安全。

責(zé)任編輯：彭菁