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研制开发
康弘俊，王 威，王 勇
（成都新欣神风电子科技有限公司，四川通过介绍开环式霍尔电流传感器的工作原理，在此基础上提出了一种可以输出精准直流偏置电压的直流霍尔电流传感器电路，并通过试验进行了验证。
霍尔传感器；直流偏置电压；开环式
Hall Current Sensor with Precision DC Bias Voltage Output
KANG Hongjun ，WANG Wei ，WANG Yong
Chengdu Xinxin Shenfeng Electronic Technology Co.，This paper briefly introduced the working principle of open-loop hall current sensor a new design circuit which can make the hall sensor output a precision DC bias voltage DC bias voltage ；open-loop
图1 开环式霍尔电流传感器原理框图
根据安培定律，原边被测电流I 1×N 1将产生与电流成正比的磁场B 1，开口磁环气隙内的磁敏芯片直接测量B 1的强弱，输出霍尔电压V H ，V H 经线性放大后输出电压信U o 。当被检测电流为零时，开口磁环内零磁通，磁敏芯片的零点输出电压为供电电压的一半，即V +/2，当有被检测电流穿过开口磁环时，开口磁环气隙内的霍尔芯片会检测到磁环的磁通变化，将在零点电压的基础上输出一个与磁通变化量成正比的电压值，即： OUT=V +/2+K ΔV （1）式中，OUT 为磁敏芯片的输出电压，V +/2为零点输出电压，ΔV 为磁敏芯片的灵敏度，即单位磁通变化引 起的电压变化量，
K 为通过外围电阻调节的放大倍数。如图1所示，当磁力线从磁敏芯片的正面垂直穿过时，芯片将输出一个正向的变化量电压，即ΔV ＞0，反之则输出负电压变化量，即ΔV ＜0。
当传感器供电电压为5 V 时，按照式（1），传感器会输出一个有2.5 V 偏置电压且与电流成线性比例的电压信号，但如果供电电压不精确或者误差范围较大时，传感器输出电压的直流偏置将不精确或相应地的误差较大，如供电电压为4.6 V 时，传感器的零
目前，业界有精准直流偏置电压输出的霍尔电流传感器应用较少。常规做法是先隔离传感器的直流偏
置电压，只输出一个与原边电流成线性关系的零偏置电压信号，然后再使用运放加法器加上一个由基准
基准电压信号，该实现方式电路
本文在上述开环式霍尔电流传感器电路的基础上增加简单的电子元器件，通过升压在一定范围内变化的低压供电信号，然后经过基准稳压电路变换成一的基准电压，以给磁敏检测电路供电，从
的基准零点偏置电压。磁敏检测电路检测开口磁环内的磁场强度并转换成与之成线性关
叠加，经过电压跟随
直流偏置电压输出一个电压范围，如
时的输出电压为供电电压的一半，为保证供电电压在允许范围内变化时磁敏芯片的零点输出稳定，需要为磁敏芯片提供一个精准的
将4.5～
5 V电压。其原理图如图
4.5～5
出电流
护及过温保护等功能。
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1
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2021年1月10日第38卷 第1期
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Telecom Power Technology
Ｊａｎ． １０， ２０２１ Ｖｏｌ．３８ Ｎｏ．１
康弘俊，等：有精准偏置电压输出的
霍尔电流传感器
表1 试验数据
检测输入电流/A
实测输出电压/V
理论输出电压/V
02.5092.500152.6102.600753.0033.0001203.3043.300150
3.506
3.500
4 结 论
本文通过使用简单的电路结构将传感器供电电压先升压后，稳压产生一个基准的稳压电压给磁敏芯片
供电，使得磁敏检测电路产生一个精准的零点电压。该霍尔电流传感器具有结构简单、成本低以及体积小
的特点，可用于检测高达数百安培的直流电流信号并隔离输出一个有精准2.5 V 直流偏置电压且与检测电流成线性关系的电压信号。参考文献：
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