霍爾電流傳感器--開環(huán)霍爾方案

下了將近一個月的雨，雖然潮濕，但是天氣挺涼爽的，還有不到半個月就立秋了，這是頭一個還沒咋開空調(diào)的夏天；冰爽夏天，喝點(diǎn)可樂繼續(xù)閱讀吧。

這次總結(jié)下BMS上面母線電流檢測的幾種常見的方案。

電流檢測是BMS必備的一個功能，在《GB／T 38661＿2020 電動汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中，對其有著清晰的要求。

霍爾電流傳感器方案

首先需要了解下霍爾效應(yīng)概念：當(dāng)小電流Ic垂直于外磁場通過半導(dǎo)體時，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流Ic和磁場B的方向會產(chǎn)生一附加電場，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差VH，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，這個電勢差VH也被稱為霍爾電壓。（圖片來自LEM官網(wǎng)）

具體地，可以看一下這個視頻（來源于百度百科）：網(wǎng)上原理解釋：在半導(dǎo)體上外加與電流方向垂直的磁場，會使得半導(dǎo)體中的電子與空穴受到不同方向的洛倫茲力而在不同方向上聚集，在聚集起來的電子與空穴之間會產(chǎn)生電場，電場力與洛倫茲力產(chǎn)生平衡之后，不再聚集，此時電場將會使后來的電子和空穴受到電場力的作用而平衡掉磁場對其產(chǎn)生的洛倫茲力，使得后來的電子和空穴能順利通過不會偏移，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

進(jìn)一步地，怎么利用霍爾效應(yīng)來測量電流呢？因?yàn)榛魻栯妷号c磁場強(qiáng)度以及半導(dǎo)體中通過的小電流成正比，如果我們提供一個恒定的小電流通過半導(dǎo)體，那么霍爾電壓只與磁場強(qiáng)度成正比了，二者可以建立一定的函數(shù)關(guān)系式。接著，如果讓母線中待測的大電流產(chǎn)生的磁場施加到上面的半導(dǎo)體周圍（磁場與半導(dǎo)體內(nèi)部的電流垂直），那么就在霍爾電壓與待測大電流之間產(chǎn)生了一定的函數(shù)關(guān)系，就可以利用霍爾電壓來表示待測電流了。上面講的有點(diǎn)繞，建議多讀幾次哦。常見的霍爾效應(yīng)電流傳感器包括了開環(huán)與閉環(huán)兩種，好像還有一個叫Eta霍爾電流傳感器技術(shù)，但是不太常見。開環(huán)霍爾電流傳感器基本的構(gòu)造如下圖（來源于網(wǎng)絡(luò)），導(dǎo)線中通過待測電流Ip，Ip對應(yīng)產(chǎn)生一個磁場；這個磁場被集中在磁芯中，磁芯一側(cè)存在一個氣隙，氣隙中放置了一個半導(dǎo)體霍爾元件，它用來感應(yīng)氣隙處的磁場強(qiáng)度。

繼續(xù)分析，在半導(dǎo)體霍爾元件中通過一個恒定的小電流Ic，這樣根據(jù)霍爾效應(yīng)，在半導(dǎo)體的兩端就會產(chǎn)生一個霍爾電壓，它經(jīng)過放大調(diào)理等輸出到外部，就可以計(jì)算出Ip的大小了。（圖片來自LEM官網(wǎng)）

概括來講，開環(huán)霍爾電流傳感器優(yōu)點(diǎn)是低成本、尺寸與重量小，功耗也比較低；缺點(diǎn)是精度稍差，零點(diǎn)偏移大一些；實(shí)際看一下產(chǎn)品，感受一下其參數(shù)。（下圖來源于LEM官網(wǎng)）

總結(jié)：這塊內(nèi)容挺多的，要寫個幾章才行，收益挺多的哦；以上所有，僅供參考。