閉環電流傳感器的基本工作原理是：與開環電流傳感器不同，在磁環上饒有副邊補償繞組。霍爾元件與輔助電路產生的磁補償電流流過該繞組，與被測電流產生的磁場相平衡，使氣隙處磁通始終為零。該磁補償電流同時從傳感器輸出，可精確反映原邊電流。外接采樣電阻后，可以把電流信號轉變為電壓信號。其特點是頻帶寬、精確度和線性度好、低溫漂、響應快，但價格稍貴。由于是電流型輸出，故在噪聲強的場合抗擾性能較好。

　　常用的霍爾電壓傳感器是閉環式的，其內部結構及工作原理與閉環電流傳感器類似。不同之處是磁環上還饒有原邊線圈，使用時串接限流電阻后接在被測電壓上，被測電壓由此變為電流信號進入傳感器內。根據限流電阻是外串還是內置，傳感器也分為兩種。傳感器輸出電流可精確反映被測電壓，外接采樣電阻后，可以把輸出電流信號轉變為電壓信號。其特點是能實現高壓檢測，其它與閉環電流傳感器類似，但由于其原邊線圈匝數較多，故響應速度低于閉環電流傳感器。

　　幾種北京萊姆電子有限公司傳感器的主要參數如表1、表2所示。

表1    電流傳感器參數

表2    電壓傳感器參數

　　如前所述，逆變弧焊電源中一次側電流的檢測要求速度快，電壓較高，因此可以選用LV100-600和 LA100-S進行電壓電流的信號采集；而二次輸出側的濾波時間常數一般較大，電流變化速度較低，輸出電壓一般只有幾十伏，因此可以選用LV25-200和 HAL400-S進行電壓電流的信號采集。

　　隨著技術的快速發展，各種單片機、PLC、DSP等數字化芯片在各種逆變式弧焊電源中得到了越來越多的應用，提高了產品的各種使用和控制性能。但是這些芯片工作電壓低、工作頻率高，對噪聲敏感，必須采取多重抗干擾措施才能正常工作。其中輸出電壓電流信號的采集宜采用霍爾傳感器，否則很難滿足要求。

　　電磁環境問題日益突出，引起世界各工業發達國家的重視。1989年歐共體頒布了89/336/EEC指令，明確規定自1996年1月1日起，所有電子、電器產品須通過EMC檢測方可進入歐洲市場。為了盡快與國際接軌，我國也將在兩年內出臺電焊機電磁兼容性檢驗標準。屆時，不能通過認證的產品將不得生產及銷售，這將是一個非常嚴峻的問題，必須從現在起就要有所準備。在電焊機的抗擾性試驗中，有靜電放電、射頻輻射電磁場等多項試驗內容。設計考慮不嚴密，在試驗中很可能造成焊機工作不正常，甚至造成器件的損壞。為了避免這種情況的出現，采用電隔離型的電壓電流傳感器是明智的。

　　除了要根據使用場合正確選擇傳感器的類型和參數外，在使用中要注意傳感器不應置于強磁場中，信號線應避開強干擾源，通過電流傳感器的導體溫度不得高于90℃。采樣電阻阻值的選擇要考慮傳感器的輸出能力，否則可能會造成焊機輸出電流的失控。

　　為進入國際市場，應采用通過國際安全認證的產品。另外，還應采用滿足ROHS指令的產品，這都將是不可回避的問題。

　　傳感器質量對保證焊機正常工作關系很大，切不可只追求便宜。筆者就多次遇到因傳感器損壞、線性度差、廠家隨意改變參數引起傳感器輸出飽和造成的整機質量問題。

　　電壓電流傳感器在各方面都具有明顯的優越性，近年來在價格上也有了較大的下降，為了提高我國機電產品的性能和可靠性，有必要進行大力的推廣。

[1] 電壓電流傳感器[EB/OL].北京萊姆電子有限公司

 http://www.lem.com.cn/about/index.htm

[2] 陳樹君.電焊機的電磁兼容性測試[J].電焊機資訊專欄，2006，225（2）：9-13.

[3] 錢振宇.開關電源的電磁兼容性設計與測試[M].北京：電子工業出版社，2005.

 

　　作者簡介:尹海（1956-）男，浙江臨海人，副教授，碩士，主要從事逆變焊機的研發工作，發表論文10余篇，曾獲國家科技進步二等獎等多項獎勵，現任山東山大奧太電氣有限公司研發中心總經理。

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