新型霍尔传感器在电流检测中的应用.PDFVIP

2005年 仪 表 技 术 与 传 感 器 2005 第 4期 InstrumentTechniqueandSensor No．4 新型霍尔传感器在 电流检测中的应用 李 亮，阙沛文 ，陈 亮 (上海交通大学 自动检测研究所，上海 200030) 摘要：相对于传统的集成霍尔传感器，磁集极霍尔传感器具有高线性度、低磁滞、高灵敏度、体积 小、价格低等优点。随着该技术的推广，磁集极霍尔传感器,z-~F泛应用5-M 多领域。介绍了磁集极 霍尔传感器检测 电流的基本原理及应用，并且提 出了对于不同范围电流检测的解决办法。 关键词：霍尔；磁集极；电流检测 中图分类号：TM930；TP212 文献标识码：A 文章编码：1002—1841(2005)04—0003—02 CurrentDetectionBasedonNew Hall-effectsensor LILiang，QUEPei·well，CHENLiang (InstituteofAutomaticDetection，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China) Abstract：ComparedtotraditionalintegrationHallsensor，IMC(integratedmagneticconcentrator)Hallsens0rhastheadvantageof highsensitivityandlowhysteresis，highlinearity。smallbulk ，lowprioe．With thedevelopmentofthetechnology，IMCHallsensorcan beagoodchoicesformanyareas．Hasofcusedoncurrentesnsing，providesauniquesolutiontocurrentsensingbycombiningallthead— vnatagesofHallSensors． KeyWords：HallSensor；IntegratedMagneticConcentrator(IMC)；CurrentDetection 1 引言 感器，针对灵敏度低 ，输 出偏移等缺点，i要增加 了磁 电流检测技术在电气设备检修和 自动化领域等 集极，提高灵敏度，同时增强 了片 内处理 电路 的功 方面得到 了广泛应用。但在 电流测量中存在两个困 能。 难：一是测量仪表不方便直接串人电路 中；二是 电流 磁集极是采用具有导磁率高 ，低矫顽磁场的铁磁 检测电路与被测电路不能直接耦合 ，否则就会影响被 体制作成铁磁层，采用标准的COMS工艺技术，把它附 测电路的直流工作点。很多年来 ，一直使用霍尔传感 着在芯片表面。如图 1(b)所示，在芯片中间位置，铁 器来测量电流，但是 由于传统的霍尔元件的灵敏度 比 磁层被分为两半 ，形成两个磁集极，在中间位置形成 较低 ，输 出信号有偏置电压和噪声，对于处理 电路要 一 个空隙，磁集极把水平磁场在空隙处转变为垂直方 求高，系统成本高。传统的霍尔传感器如果使用不 向的磁场 ，在空隙处磁场的垂直分量最大。两组霍尔 当，它的霍尔电压 H与磁感应强度 B为非线性关 器件放置在磁集极底下靠近空隙处 ，组成惠斯登电桥 系 ，且存在不平衡 电压 H，严重影响检测系统 的精 结构，由于磁场通过两组霍尔器件 的方向相反，输 出 度。目前 ，广泛使用磁集极来提高霍尔传感器的灵敏 信号也相反。对于外