[发明专利]一种基于霍尔元件的调零电路及电流传感器

说明书

一种基于霍尔元件的调零电路及电流传感器，本发明属于电磁感应技术领域，通过霍尔元件，检测外部电流感应磁场，并生成霍尔电压信号；反馈线圈，设于C形磁环的第一端；磁平衡线圈，设于C型磁环的第二端，其中，磁平衡线圈与反馈线圈相对设置；调理电路，将霍尔电压信号比较放大处理生成第一电流信号；其中，第一电流信号流过反馈线圈，以形成第一电磁场；电流调节电路，根据调理电路提供的电压信号调节磁平衡线圈中流过的电流，以使反馈线圈产生的磁动势与磁平衡线圈产生的磁动势相等；其中，反馈线圈产生的感应磁场的方向与磁平衡线圈产生的感应磁场的方向相反；提升电流的线性度，实现隔离传感和高精度传感。

技术领域

本发明属于电磁感应技术领域，尤其涉及一种基于霍尔元件的调零电路及电流传感器。

背景技术

目前，传统的霍尔传感器一般通过单组绕组绕制磁环，将导线产生的磁场在磁环上进行接触式传感，由于受接触材质和接触面积影响，电路中会出现严重的失调电压；即使通过增加传统电流互感器实现非接触测量，由于电路工作温度和变化的磁场强度影响，实现调零的效果依旧不理想，且线性度和精度都有待提高。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于霍尔元件的调零电路及电流传感器，旨在解决传统恒流恒压输出电路电路复杂和稳定性差的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种基于霍尔元件的调零电路，包括：包括：霍尔元件，霍尔元件设置在C形磁环的开口处，配置为检测外部电流感应磁场，并生成霍尔电压信号；反馈线圈，设于C形磁环的第一端；磁平衡线圈，设于C型磁环的第二端，其中，磁平衡线圈与反馈线圈相对设置；调理电路，与霍尔元件和反馈线圈连接，配置为将霍尔电压信号比较放大处理生成第一电流信号；其中，第一电流信号流过反馈线圈，以形成第一电磁场；电流调节电路，与调理电路和磁平衡线圈连接，配置为根据调理电路提供的电压信号调节磁平衡线圈中流过的电流，以使反馈线圈产生的磁动势与磁平衡线圈产生的磁动势相等；其中，反馈线圈产生的感应磁场的方向与磁平衡线圈产生的感应磁场的方向相反。

在其中一个实施例中，基于霍尔元件的调零电路，还包括电磁产生电路，与调理电路和电磁平衡电路连接，配置根据圆杆导体外接电源，在聚磁环周围产生电磁场，且电磁场为第一电磁场。

在其中一个实施例中，霍尔元件呈方体对称结构，对称设置在C型磁环开口等间距中心处，形成与C型磁环上下无接触电磁感应结构。

在其中一个实施例中，调理电路包括：比较放大器、电源、第一绕组、第一电阻；比较放大器的正向输入端作为调理电路的电压信号的输入端，与霍尔元件连接，以接入电压信号；比较放大器的反向输入端作为调理电路的基准电压信号输入端，以接入基准电压，配置为将电压信号与基准电压比较，根据比较结果输出第一电流信号；电源，与比较放大器连接，以接入第一电流信号，配置为稳定第一电流信号，且为电磁平衡电路供电；第一绕组第一端，与电源连接，配置为导通第一电流信号；第一电阻第一端，与第一绕组第二端连接；第一电阻的第二端，与电源地连接。

在其中一个实施例中，电流调节包括：可调电阻，可调电阻的第一端连接，可调电阻的第二端连接。

在其中一个实施例中，电流调节还包括：温敏电阻，温敏电阻的第一端，与可调电阻的第二端连接，配置为根据电路温度值自动适配相应的阻值；温敏电阻的第二端，与第二绕组的第一端连接。

在其中一个实施例中，电磁产生电路包括：圆杆导体，圆杆导体固定于聚磁环的环心位置，配置为导通外部电流，并在聚磁环上产生电磁场；聚磁环，与第一绕组和第二绕组连接，配置为根据圆杆导体产生的电磁场的电磁信号改变第一绕组和第二绕组的磁场。

在其中一个实施例中，反馈线圈的匝数为磁平衡线圈的匝数的10倍。