高頻大功率開關電源專用霍爾電流傳感器KAA系列

高頻大功率開關電源專用霍爾電流傳感器

南京奇霍科技有限公司

高頻開關穩(wěn)壓電源的基本電路框圖如圖1所示。交流電壓經(jīng)整流后，變成含有一定脈動成分的直流電壓，該電壓進入高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸?span>

圖1開關電源基本電路框圖

控制電路為一脈沖寬度調(diào)制器，它主要由取樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制電路及基準電壓等電路構(gòu)成?？刂齐娐酚脕碚{(diào)整高頻開關元件的開關時間比例，以達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。開關穩(wěn)壓電源功耗小，效率高。廣泛應用于電鍍、氧化、表面處理、電解、水處理環(huán)保等領域。
   在大功率高頻開關電源中，輸出電流的穩(wěn)定性及準確性很關鍵，目前檢測輸出電流主要使用分流器和霍爾電流傳感器。分流器在大電流情況下，要做到穩(wěn)定性體積方面相應要很大，且存在無法隔離。在大功率高頻開關電源體積越來越小的情況下，普遍采用霍爾電流傳感器，在保證體積相對分流器較小的情況下實現(xiàn)物理隔離，安全可靠。
   目前使用霍爾電流傳感器在高頻情況下主要會出現(xiàn)鐵芯發(fā)熱，導致電流傳感器輸出偏離實際值甚至無信號輸出造成高頻開關電源反饋回路異常，從而影響高頻開關電源不穩(wěn)定甚至損壞。
究其主要原因為在開關電源整流不當時會產(chǎn)生高頻電流。在高頻電流的作用下傳感器磁芯磁通急劇變化，磁芯內(nèi)部產(chǎn)生了渦流，導致磁芯發(fā)熱。為了解決磁芯發(fā)熱問題，最終還是要從減小磁芯渦流來考慮。以下幾個方面可以減小磁芯的渦流產(chǎn)生。

1，在現(xiàn)有硅鋼磁芯的基礎上，選用更薄的磁芯片，目前最薄的硅鋼帶材是0.1mm厚，這種帶材由于工藝不成熟目前國內(nèi)還無法生產(chǎn)只能采取進口，且價格昂貴。

2，磁芯采用高電阻率的導磁材料，如鐵氧體，但鐵氧體等高阻的材料普遍無法實現(xiàn)大電流的測量且剩磁很大，影響產(chǎn)品準確性。

3，選用零磁通霍爾傳感器（閉環(huán)霍爾電流傳感器），這種霍爾電流傳感器由于磁芯切口處一直處于零磁通狀態(tài)，根本上解決了磁芯渦流的產(chǎn)生。但是這種傳感器大電流的制造成本很高，而且功耗體積都很大，無法做到可拆卸方式，不適合現(xiàn)場的安裝和使用。

我公司為了解決此問題，采用納米晶作為磁芯材料， 這種磁芯的磁導率、激磁電流和鐵損等各方面都優(yōu)于硅鋼磁芯，且?guī)Р暮穸戎挥?span>0.03mm左右， 電阻率，硬度，抗拉強度方面也高于硅鋼磁芯，能有效的解決了電流傳感器在高頻電流下的發(fā)熱現(xiàn)象，極大的提高了霍爾電流傳感器的可靠性和使用壽命。

我公司的生產(chǎn)的CS5000KAA開環(huán)霍爾電流傳感器，專為高頻開關電源定制，內(nèi)孔102*38mm,測量電流可達6000A，在保證同等電流的情況下，體積更?。徊捎每刹鹦督Y(jié)構(gòu)，按裝方便；重新設計的電路結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了高頻段的電路響應，目前CS5000KAA系列已大量應用于國內(nèi)多家知名的高頻開關電源廠家。保證了高頻開關電源的穩(wěn)定運行，長期使用非?？煽浚玫搅藦V大用戶的認可。