HALL 閉環(huán)電流傳感器的工作原理是在HALL開環(huán)電流傳感器的基礎上,增加了補償電路來提高產(chǎn)品性能,如圖1所示。在零磁通的條件下,有:

式中:IS 為傳感器輸出電流;IP 為被測量的原邊電流;NS 為次級線圈匝數(shù);NP 為初級線圈匝數(shù)。求得:


圖1 HALL閉環(huán)電流傳感器原理圖
在閉環(huán)工作時,HALL感應單元及其電路可以提供最大10 kHz的帶寬。超過這個帶寬,次級線圈作為電流互感器來提升HALL 電流傳感器的帶寬[10]。在2 種模式的轉(zhuǎn)換頻段,可能有1 dB的誤差,如圖2所示。

圖2 HALL閉環(huán)電流傳感器的頻率響應曲線
對比HALL 開環(huán)電流傳感器,HALL 閉環(huán)電流傳感器的性能更加穩(wěn)定可靠。HALL閉環(huán)電流傳感器工作在零磁通狀態(tài)下,
其優(yōu)點有:
1)精度和線性度非常好;
2)溫漂低;
3)響應速度快,帶寬大;
4)電流輸出,抗EMI干擾能力強。
局限性:
1)電流消耗大;
2)體積大;
3)成本高。
HALL閉環(huán)電流傳感器的總精度誤差通常低于1%。
一般情況下,HALL 閉環(huán)電流傳感器的帶寬可以達到100kHz,經(jīng)過優(yōu)化設計最高可以達到300 kHz。
HALL 閉環(huán)電流傳感器的測量范圍從幾A 到20kA,優(yōu)化設計甚至可以達到500 kA。如果應用不當(如原邊的低頻電流遠遠大于測量范圍),HALL閉環(huán)電流傳感器會產(chǎn)生磁失調(diào),需要消磁,消磁波形見圖3。

圖3 消磁電流波形