BMS系統(tǒng)中開環(huán)霍爾傳感器-韋克威
本文總結(jié)了BMS上幾種常見的總線電流檢測(cè)方案。
電流檢測(cè)是BMS的一項(xiàng)基本功能,這在GB / T 38661 2020電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)中明確要求。

霍爾電流傳感器方案

首先,我們需要了解霍爾效應(yīng)的概念:當(dāng)小電流IC通過(guò)垂直于外部磁場(chǎng)的半導(dǎo)體時(shí),載流子將偏轉(zhuǎn),并且將產(chǎn)生一個(gè)垂直于電流IC方向的附加電場(chǎng)。磁場(chǎng)B,從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差VH。該現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),該電位差VH也稱為霍爾電壓。
具體來(lái)說(shuō),您可以看一下:原理的在線解釋:如果將垂直于電流方向的磁場(chǎng)施加到半導(dǎo)體上,則半導(dǎo)體中的電子和空穴將受到洛倫茲力在不同方向上,然后在聚集的電子和空穴之間會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。在電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡之后,此時(shí),電場(chǎng)將使后面的電子和空穴受到電場(chǎng)力,并平衡磁場(chǎng)產(chǎn)生的洛倫茲力,從而使后面的電子和孔可以順利通過(guò)而不會(huì)出現(xiàn)偏差。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。
此外,如何使用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量電流?由于霍爾電壓與磁場(chǎng)強(qiáng)度和流經(jīng)半導(dǎo)體的小電流成正比,因此,如果我們提供恒定的,經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體的小電流,那么霍爾電壓僅與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比,并具有一定的函數(shù)關(guān)系可以在兩者之間建立。然后,如果將要在總線中測(cè)量的大電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)施加到上部半導(dǎo)體(磁場(chǎng)垂直于半導(dǎo)體內(nèi)部的電流),則霍爾電壓與大電流之間的某種函數(shù)關(guān)系就變成了產(chǎn)生待測(cè)電流,并且霍爾電壓可用于指示待測(cè)電流。以上是繞道而行的,建議多讀幾次。常見的霍爾效應(yīng)電流傳感器包括開環(huán)和閉環(huán)。似乎還有一種稱為ETA霍爾電流傳感器的技術(shù),但這并不是很常見。下圖顯示了開環(huán)霍爾電流傳感器的基本結(jié)構(gòu)。導(dǎo)線中會(huì)通過(guò)待測(cè)電流IP產(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)集中在磁芯中,并且在磁芯的一側(cè)上存在氣隙。將半導(dǎo)體霍爾元件放置在氣隙中以感測(cè)氣隙處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

繼續(xù)分析,在半導(dǎo)體霍爾元件中通過(guò)一個(gè)恒定的小電流IC,因此根據(jù)霍爾效應(yīng),半導(dǎo)體的兩端都會(huì)有一個(gè)霍爾電壓,該電壓經(jīng)過(guò)放大和調(diào)整后輸出到外部,然后將其大小可以計(jì)算IP的百分比。
一般而言,開環(huán)霍爾電流傳感器的優(yōu)點(diǎn)是成本低,體積小,重量輕,功耗低。缺點(diǎn)是精度稍差,零偏移大。看一下產(chǎn)品


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