闭环电流传感器在UPS上的应用

关键字：UPS 不间断电源 闭环霍尔电流传感器

前言：介绍了基于霍尔闭环原理， UPS的原理及分类，霍尔电流传感器在UPS中的作用及如何选用霍尔电流传感器。

1 UPS应用及分类

1.1 UPS作为英文缩写有很多含义，电源类UPS的中文意思为“不间断电源”，是英语“Uninterruptible Power Supply”的缩写。为了保证任何情况下的正常供电，许多重要场合除工业电网正常供电外，还都需要配备不间断供电设备。UPS电源是保障供电稳定和连续性的重要设备，其主机智能化程度高，储能部分采用免维护蓄VRLA电池。

伊顿UPS 重要的机房都需要UPS保护

2 UPS的原理

在线式UPS原理图

电能的存储单元是一组或多组并联的蓄电池组，在市电切断的情况下迅速通过DC/AC逆变器输出电流给负载。输入的市电往往因为电网干扰的问题，并不是非常标准的正弦波形，而经过UPS的AC/DC/AC双变换以后就可以输出非常纯净的正弦波形了。

3.1 霍尔效应及霍尔器件

霍尔效应是霍尔技术应用的理论基础，当通有小电流的半导体薄片置于磁场中时（如图1），半导体内的载流子受洛伦兹力的作用发生偏转，使半导体两侧产生电势差，该电势差即为霍尔电压VH，VH与磁感应强度B及控制电流IC成正比，经过理论推算有式（1）关系。

VH=（RH/d）×B×IC（1）式中：B为磁感应强度；IC为控制电流；RH为霍尔系数；d为半导体厚度。

式（1）中，若保持控制电流IC不变，在一定条件下，可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小，由此建立了磁场与电压信号的联系。根据这一关系式，人们研制出了用于测量磁场的半导体器件，即霍尔器件。

霍尔效应原理 霍尔闭环电流传感器原理

当原边电流Ip穿过带有气隙的聚磁环，放在气隙中的霍尔元件会检测到与电流大小成比例关系的磁通，并输出小电压信号，该电压信号被放大器后驱动副绕组，该绕组形成的磁通与原边电流形成的磁通正好矢量和为零，此时副边线圈的Is电流能真实的反映原边电流的波形及大小，Is=Ip/N ，N为副边绕组的匝数。

开环霍尔电流传感器的应用很广泛，主要是有以下几个重要特点：1.反应快 ,小于1uS，2.精度高 3.低温漂4.线性度好

闭环电流传感器外形

4. 霍尔闭环传感器在UPS中的应用

闭环霍尔电流传感器被用于测量输出的电流，UPS控制器根据此电流进行反馈和保护。

5 结束语

越来越多的场合需要用电的绝对安全，比如半导体芯片制造行业，化工过程控制，信息指挥中心等，这些场合也会越来越多的选择高可靠性的UPS做为后备电源。PAS闭环电流传感器以优异的性能，比如低温漂，反应速度快，线性度高，高精确度等特点被越来越多的UPS厂家所使用，成为和IGBT一样的电力电子系统的核心产品。