電流傳感器有哪些分類?選擇開環(huán)電流傳感器還是閉環(huán)?

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/電流傳感器" target="_blank">電流傳感器的相關(guān)報(bào)道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、電流傳感器及其分類

電流傳感器，是一種檢測裝置，能感受到被測電流的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

電流傳感器也稱磁傳感器，可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動車、風(fēng)力發(fā)電等等，在我們生活中都用到很多磁傳感器，比如說電腦硬盤、指南針，家用電器等等。

電流傳感器依據(jù)測量原理不同，主要可分為：分流器、電磁式電流互感器、電子式電流互感器等。

電子式電流互感器包括霍爾電流傳感器、羅柯夫斯基電流傳感器及專用于變頻電量測量的AnyWay變頻功率傳感器(可用于電壓、電流和功率測量)等。

與電磁式電流傳感器相比較，電子式電流互感器沒有鐵磁飽和，傳輸頻帶寬，二次負(fù)荷容量小、尺寸小、重量輕、是今后電流傳感器的發(fā)展方向。

光纖電流傳感器是以法拉第磁光效應(yīng)為基礎(chǔ)、以光纖為介質(zhì)的新型電流傳感器。

當(dāng)線偏振光在介質(zhì)中傳播時，若在平行于光的傳播方向上加一強(qiáng)磁場，則光振動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度ψ與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和光穿越介質(zhì)的長度l的乘積成正比，即ψ=V*B*l，比例系數(shù)V稱為費(fèi)爾德常數(shù)，與介質(zhì)性質(zhì)及光波頻率有關(guān)。偏轉(zhuǎn)方向取決于介質(zhì)性質(zhì)和磁場方向。上述現(xiàn)象稱為法拉第效應(yīng)。1845年由M.法拉第發(fā)現(xiàn)。

二、開環(huán)、閉環(huán)電流傳感器

1.開環(huán)電流傳感器

通常，開環(huán)霍爾效應(yīng)傳感器會使用一個磁性傳感器來產(chǎn)生一個與被感測電流成比例的電壓，然后該電壓被放大成與導(dǎo)體中電流成比的模擬信號輸出。就其結(jié)構(gòu)而言，導(dǎo)體通過鐵磁體的中心位置以集中磁場，磁傳感器則被放置在鐵磁體的間隙中。在開環(huán)架構(gòu)中，霍爾效應(yīng)電流傳感器IC對于溫度的任何非線性和靈敏度漂移都可能產(chǎn)生誤差。

2.閉環(huán)電流傳感器

閉環(huán)傳感器使用由電流傳感器IC主動驅(qū)動的線圈來產(chǎn)生一個與導(dǎo)體中電流相反的磁場。這樣，霍爾傳感器總是在一個零磁場的工作點(diǎn)運(yùn)行。輸出信號由電阻器產(chǎn)生，該電阻器的電壓與線圈中的電流成正比，該電流也與繞在磁芯線圈中電流成正比缺少翻譯細(xì)節(jié)。

3.開環(huán)電流傳感器與閉環(huán)

開環(huán)電流傳感器不僅需要鐵磁芯，還需要一個線圈和額外的高功率放大器來驅(qū)動線圈。雖然閉環(huán)電流傳感器比開環(huán)架構(gòu)更復(fù)雜，但由于系統(tǒng)僅在零磁場這一個工作點(diǎn)運(yùn)行，因此消除了與霍爾傳感器IC相關(guān)的靈敏度誤差。如果設(shè)計(jì)合理，閉環(huán)和開環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器通常具有相同的零安培輸出電壓性能，因此兩者的零安培檢測精度非常相似。

與開環(huán)解決方案相比，閉環(huán)傳感器尺寸更大，需要占用的PCB空間也更多。由于閉環(huán)傳感器在驅(qū)動補(bǔ)償線圈時需要一定的電流，因而功耗較高。此外，閉環(huán)傳感器需要額外的線圈和驅(qū)動電路，價(jià)格也比開環(huán)傳感器更昂貴。

開環(huán)與閉環(huán)傳感器的選擇需要考慮精度和響應(yīng)時間。如果應(yīng)用要求高精度，通常選擇閉環(huán)電流傳感器，它可以消除上面談到的系統(tǒng)靈敏度非線性誤差。在某些應(yīng)用中，需要快速響應(yīng)來保護(hù)IGBT和MOSFET等半導(dǎo)體器件，以便能夠更好地控制應(yīng)用中的電流。如果能夠具有足夠的精度和響應(yīng)速度，由于其尺寸、功耗等方面的先天優(yōu)勢，開環(huán)傳感器也是一種理想的選擇。Allegro已經(jīng)開發(fā)出這種全新的開環(huán)解決方案，體積更小，具備高精度和快速的響應(yīng)，對比閉環(huán)解決方案更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

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