一种小电流闭环开启式霍尔电流传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，具体来说，涉及一种高灵敏度霍尔电流传感器。

背景技术：

霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，根据霍尔效应原理，从霍尔元件的控制电流端通入电流Ic，然后能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

随着工业技术的进步，霍尔电流传感器也在越为广泛的被工作人员所使用，通常的电流闭环开启式霍尔电流传感器在使用时，由于结构较为简单，在调节传感器时一般不能实现自动控制，传感器内部的电路电压安全性不高，进而可以对现有的电流闭环开启式霍尔电流传感器做适当的改进。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种小电流闭环开启式霍尔电流传感器，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种小电流闭环开启式霍尔电流传感器，包括第一U型磁环，线圈骨架和第二U型磁环，所述第一U型磁环，所述线圈骨架和所述第二U型磁环呈从左到右依次连接，所述线圈骨架两侧均连接有置于所述线圈骨架外部的线圈，所述线圈骨架两端靠近所述线圈一侧均安装有以所述线圈骨架中心为对称的卡接口，所述线圈骨架内部设置有设置有屏蔽外壳以及位于所述屏蔽外壳内壁一侧的屏蔽环，所述屏蔽外壳与所述屏蔽环之间固定连接有磁性传感器芯片，所述磁性传感器芯片上方设置有位于所述屏蔽环内部的闭环电流传感器，所述闭环电流传感器中心位置处连接有霍尔元件，所述闭环电流传感器内部包括导通电路一、导通电路二、降压稳压电路和检测电路。

所述导通电路一包括三相电输入端U、电阻R1、二极管D1、电容C1、光电耦合器U1和零线N，所述三相电输入端U与所述电阻R1一端连接，所述电阻R1另一端与所述二极管D1阳极连接，所述二极管D1阴极分别与所述电容C1一端和所述光电耦合器U1的阳极连接，所述电容C1另一端和所述光电耦合器U1的阴极分别与所述零线N连接。

所述导通电路二包括三相电输入端V、电阻R2、二极管D2、电容C2、光电耦合器U2和零线N，所述三相电输入端V与所述电阻R2一端连接，所述电阻R2另一端与所述二极管D2阳极连接，所述二极管D2阴极分别与所述电容C2一端和所述光电耦合器U2的阳极连接，所述电容C2另一端和所述光电耦合器U2的阴极分别与所述零线N连接。

所述降压稳压电路包括三相电输入端W、电阻R3、电容C4、桥式整流器MB6S、电容C3和二极管D5，所述三相电输入端W与所述电容C4一端连接，所述电容C4另一端与所述桥式整流器MB6S脚点1连接，所述桥式整流器MB6S脚点2分别与所述电容C3一端和所述二极管D5阴极连接，所述电容C3另一端和所述二极管D5阳极分别与所述桥式整流器MB6S脚点4连接，所述桥式整流器MB6S脚点3与所述零线N连接。

所述检测电路包括电阻R4、电阻R5、二极管D3、二极管D6、继电器K1和三极管Q1，所述电阻R4与所述光电耦合器U1集电极连接，所述光电耦合器U1发射极与所述光电耦合器U2集电极连接，所述光电耦合器U2发射极与所述三极管Q1基极连接，所述三极管Q1集电极分别与所述二极管D6阴极、所述二极管D3阳极和所述继电器K1一端连接，所述二极管D6阳极与所述电阻R5一端连接，所述电阻R5另一端、所述二极管D3阴极和所述继电器K1另一端分别与所述桥式整流器MB6S脚点2连接，所述三极管Q1发射极与所述桥式整流器MB6S脚点4连接，所述继电器K1吸合面设置有敞开辅助触点NO1、常开辅助触点NO2、常闲辅助触点NC1和常闲辅助触点NC2。

进一步的，所述二极管D5为稳压二极管，所述二极管D6为发光二极管。

进一步的，所述光电耦合器U1与所述光电耦合器U2分别为Q817光电耦合器。

进一步的，所述三极管Q1为MMBT3904三极管。

进一步的，所述桥式整流器MB6S包括四个二极管D4，每相邻两个所述桥式整流器MB6S脚点之间设置有所述二极管D4，所述桥式整流器MB6S脚点4连接所述二极管D4阳极，所述桥式整流器MB6S脚点2连接所述二极管D4阴极。

进一步的，所述电阻R1、所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4和所述电阻R5的阻值分别为100KΩ、100KΩ、100Ω、15KΩ、15KΩ。

本实用新型的有益效果为：第一U型磁环与第二U型磁环配合线圈骨架上连接的线圈，能够增强磁性传感器芯片收集磁场的信息，屏蔽外壳上的屏蔽环，可以防止外界的磁场干扰，闭环电流传感器内部的控制电路能够有效地保证电路电压的安全性，同时通过R1、D1和R2、D2分别接在两条火线上进行降压整流获得一个供U1、U2导通所需的直流电压，而R3、C4与N形成一个阻容降压回路，经MB6S桥式整流，C3、D5稳压，形成一个供继电器及三极管使用的不大于12V的直流电压，只有在两只光电耦合器次级全部导通的情况下，继电器的控制三极管才有控制电压，达到加压稳压的目的，这样可以大大提高了传感器内部控制电路的安全性，增强小电流闭环开启式霍尔电流传感器的灵敏效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例小电流闭环开启式霍尔电流传感器的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例屏蔽外壳的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例闭环电流传感器内部的结构框图；

图4是根据本实用新型实施例闭环电流传感器内部的电路图。

图中：

1、第一U型磁环；2、线圈骨架；3、第二U型磁环；4、线圈；5、卡接口；6、屏蔽外壳；7、屏蔽环；8、磁性传感器芯片；9、闭环电流传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种小电流闭环开启式霍尔电流传感器。

如图1-4所示，根据本实用新型实施例的小电流闭环开启式霍尔电流传感器，包括第一U型磁环1，线圈骨架2和第二U型磁环3，所述第一U型磁环1，所述线圈骨架2和所述第二U型磁环3呈从左到右依次连接，所述线圈骨架2两侧均连接有置于所述线圈骨架2外部的线圈4，所述线圈骨架2两端靠近所述线圈4一侧均安装有以所述线圈骨架2中心为对称的卡接口5，所述线圈骨架2内部设置有设置有屏蔽外壳6以及位于所述屏蔽外壳6内壁一侧的屏蔽环7，所述屏蔽外壳6与所述屏蔽环7之间固定连接有磁性传感器芯片8，所述磁性传感器芯片8上方设置有位于所述屏蔽环7内部的闭环电流传感器9，所述闭环电流传感器9中心位置处连接有霍尔元件10，所述闭环电流传感器9内部包括导通电路一、导通电路二、降压稳压电路和检测电路。

所述导通电路一包括三相电输入端U、电阻R1、二极管D1、电容C1、光电耦合器U1和零线N，所述三相电输入端U与所述电阻R1一端连接，所述电阻R1另一端与所述二极管D1阳极连接，所述二极管D1阴极分别与所述电容C1一端和所述光电耦合器U1的阳极连接，所述电容C1另一端和所述光电耦合器U1的阴极分别与所述零线N连接。

所述导通电路二包括三相电输入端V、电阻R2、二极管D2、电容C2、光电耦合器U2和零线N，所述三相电输入端V与所述电阻R2一端连接，所述电阻R2另一端与所述二极管D2阳极连接，所述二极管D2阴极分别与所述电容C2一端和所述光电耦合器U2的阳极连接，所述电容C2另一端和所述光电耦合器U2的阴极分别与所述零线N连接。

所述降压稳压电路包括三相电输入端W、电阻R3、电容C4、桥式整流器MB6S、电容C3和二极管D5，所述三相电输入端W与所述电容C4一端连接，所述电容C4另一端与所述桥式整流器MB6S脚点1连接，所述桥式整流器MB6S脚点2分别与所述电容C3一端和所述二极管D5阴极连接，所述电容C3另一端和所述二极管D5阳极分别与所述桥式整流器MB6S脚点4连接，所述桥式整流器MB6S脚点3与所述零线N连接。

所述检测电路包括电阻R4、电阻R5、二极管D3、二极管D6、继电器K1和三极管Q1，所述电阻R4与所述光电耦合器U1集电极连接，所述光电耦合器U1发射极与所述光电耦合器U2集电极连接，所述光电耦合器U2发射极与所述三极管Q1基极连接，所述三极管Q1集电极分别与所述二极管D6阴极、所述二极管D3阳极和所述继电器K1一端连接，所述二极管D6阳极与所述电阻R5一端连接，所述电阻R5另一端、所述二极管D3阴极和所述继电器K1另一端分别与所述桥式整流器MB6S脚点2连接，所述三极管Q1发射极与所述桥式整流器MB6S脚点4连接，所述继电器K1吸合面设置有敞开辅助触点NO1、常开辅助触点NO2、常闲辅助触点NC1和常闲辅助触点NC2。

此外，在一个实施例中，所述二极管D5为稳压二极管，所述二极管D6为发光二极管。

此外，在一个实施例中，所述光电耦合器U1与所述光电耦合器U2分别为Q817光电耦合器。

此外，在一个实施例中，所述三极管Q1为MMBT3904三极管。

此外，在一个实施例中，所述桥式整流器MB6S包括四个二极管D4，每相邻两个所述桥式整流器MB6S脚点之间设置有所述二极管D4，所述桥式整流器MB6S脚点4连接所述二极管D4阳极，所述桥式整流器MB6S脚点2连接所述二极管D4阴极。

此外，在一个实施例中，所述电阻R1、所述电阻R2、所述电阻R3、所述电阻R4和所述电阻R5的阻值分别为100KΩ、100KΩ、100Ω、15KΩ、15KΩ。

同样的，在具体应用时，也可采用其他相关的技术方案来进行替代，例如，具有分离支撑作用的卡接口5和屏蔽干扰效果的屏蔽环7，在此就不一一阐述，但对于对应的替代方案也应当理解为本实用新型的保护范围内。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，第一U型磁环1与第二U型磁环3配合线圈骨架2上连接的线圈4，能够增强磁性传感器芯片8收集电流周围磁场的信息，屏蔽外壳6上的屏蔽环7，可以防止外界的磁场干扰，闭环电流传感器9内部的控制电路能够有效地保证电路电压的安全性，同时通过R1、D1和R2、D2分别接在两条火线上进行降压整流获得一个供U1、U2导通所需的直流电压，而R3、C4与N形成一个阻容降压回路，经MB6S桥式整流，C3、D5稳压，形成一个供继电器及三极管使用的不大于12V的直流电压，只有在两只光电耦合器次级全部导通的情况下，继电器的控制三极管才有控制电压，达到加压稳压的目的，这样可以大大提高了传感器内部控制电路的安全性，通过传感器内部稳定的电压控制保证检测精度，同时增强小电流闭环开启式霍尔电流传感器的灵敏效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。