霍尔电压传感器的工作原理及其特点解析

简介：
本文章深入解析了霍尔电压传感器的工作机制和其独特特性。通过阐述其基本原理以及它在电气测量中的优势，使读者能够全面理解这种重要传感设备的功能与应用价值。 霍尔电压传感器基于霍尔效应设计，广泛应用于大功率元件领域，并与IGBT等开关功率器件共同构成了电力电子的核心部分，在UPS、风电、铁路、光伏、电镀等多个行业中有着广泛应用。 其工作原理是利用霍尔效应将原边的电压通过内置或外置电阻转换为10mA电流。该电流经过多匝绕组后，产生的磁场被聚磁材料集中，并由气隙中的霍尔元件检测到并感应出相应电动势。此电动势经电路调整反馈至补偿线圈进行补偿，使得原边和补偿线圈的磁通大小相等、方向相反，在磁芯中保持零磁通状态。 值得注意的是，霍尔电压传感器采用与磁平衡闭环霍尔电流传感器相同的原理——即零磁通霍尔电流传感器。因此，它能够测量直流电压、交流电压以及混合波形信号（参见图1所示的原理示意图）。这区别于基于电磁隔离原理的传统电压互感器只能测量交流电压的特点。 由于采用的是磁平衡霍尔技术，所以在使用时需要原边匹配一个内置或外置电阻。这个电阻值会随着所测电压量程的不同而变化。