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使用霍尔效应电流电压转换器进行电流测量

2023-09-18 17:51:37 TechEkspert 阅读:
为了测量电流,我们通常使用电阻形式的分流器,其上的压降与流过电阻的电流成正比。对于高交流电压值,则需要使用变压器。另一种解决方案是使用霍尔效应传感器,它还能在电流测量电路和电压输出之间提供隔离。

为了测量电流,我们通常使用电阻形式的分流器,其上的压降与流过电阻的电流成正比。例如,当电流为 10A 时,0.1Ω 电阻上的压降为 1V。即使没有额外的放大器,1V 的电压也很容易通过 ADC 等设备进行测量,但遗憾的是,在这种条件下,0.1Ω 电阻上将发出 10W 的功率。我们可以使用阻值较低的电阻来减少功率损耗,但我们需要一个能响应较低电压值(如 100mV)的测量系统。对于高交流电压值,则需要使用变压器。另一种解决方案是使用霍尔效应传感器,它还能在电流测量电路和电压输出之间提供隔离。bFmednc

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霍尔效应 U->I 转换器的一个例子是 ACS712ELCTR-20A-T 电路,其测量范围为 20A,隔离有效值为 2.1kV。为方便起见,我们将使用一个焊接有 ACS712 芯片和引线的现成 ME067 模块。我们为电路提供 5V 电压,在测量电路中没有电流流动的情况下,我们将在输出端获得 2.5V 电源电压的一半。根据电流流动的方向,电压值将相对于最初的 2.5V 降低或升高。对于该电路,电压变化与电流的关系为 100 mV/A,不同测量范围的电路具有不同的 mV/A 比值。bFmednc

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电流为 1.01A 时,输出端电压为 2.604V:bFmednc

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让我们使用万用表的 "rel "功能,观察电流为 1A 时电压为 2.5V 的变化:bFmednc

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电流为 100mA 时,输出电压会相应降低:bFmednc

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重要的是测量电路电阻低、压降低、功率损耗低,10A 时,模块连接器上的压降仅为 45mV:bFmednc

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万用表电流值从100mA到10A时的读数:bFmednc

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测试是在工作条件下进行的,会出现一些线路失真,但我们可以假定 I->U 转换特性是线性的,使用该模块可以降低功率损耗,并与测量电路隔离。bFmednc

您在设计中是否使用过基于霍尔效应的电流测量?bFmednc

(原文刊登于EDN姊妹网站elektroda.pl,原文链接:Hallotronowy konwerter prądu na napięcie ,由Demi Xia编译。)bFmednc

责编:Demi
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