经过介绍开环式霍尔电流传感器的作业原理，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，并经过实验进行了验证。
近年来，霍尔电流传感器产品因具有杰出的精度及线性度、检测电压与输出信号高度阻隔、高可靠性、低功耗以及修理替换便利等长处，广泛运用于航空、航天、通讯、外表、冶金以及铁路等军品和民品范畴。在许多运用中要求霍尔电流传感器的零点输出为基准的2.5V，即检测电流为零时，传感器输出电压为2.5V，当检测电流为负方向时，传感器输出电压为一个小于2.5V的电压值，当检测电流正方向时，传感器输出电压为一个大于2.5V的电压值，检测电流与输出电压改变成线性关系。现在，惯例的霍尔元件零点输出电压为供电电压的一半，而许多霍尔电流传感器的供电电压不是准确的固定值，而是一个规模，如
4.5～5.5V等，这样会导致霍尔电流传感器的零点电压输出不安稳，乃至超越规定值。
本文简略介绍了开环霍尔电流传感器的作业原理，并依据其运用规划了一个结构简略、成本低以及体积小的电路，用于检测高达数百安培的直流电流信号并阻隔输出一个有精准2.5V直流偏置电压且与检测电流成线性关系的电压信号。
依据安培规律，原边被测电流I×N将发生与电流成正比的磁场B1，开口磁环气隙内的磁敏芯片直接丈量B的强弱，输出霍尔电压V，V经线性扩大后输出电压信Uo。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改变，将在零点电压的基础上输出一个与磁通改变量成正比的电压值，即：
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，即单位磁通改变引起的电压改变量，K为经过外围电阻调理的扩大倍数。如图1所示，当磁力线从磁敏芯片的正面笔直穿过期，芯片将输出一个正向的改变量电压，即ΔV＞0，反之则输出负电压改变量，即ΔV＜0。
当传感器供电电压为5V时，依照式（1），传感器会输出一个有2.5V偏置电压且与电流成线性份额的电压信号，但假如供电电压不准确或许差错规模较大时，传感器输出电压的直流偏置将不准确或相应地的差错较大，如供电电压为4.6V时，传感器的零点偏置电压将是2.3V，差错太大。
现在，业界有精准直流偏置电压输出的霍尔电流传感器运用较少。惯例做法是先阻隔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，然后再运用运放加法器加上一个由基准稳压源得到的2.5V基准电压信号，该完成方法电路相对杂乱。
本文在上述开环式霍尔电流传感器电路的基础上添加简略的电子元器材，经过升压在必定规模内改变的低压供电信号，然后经过基准稳压电路改换成一个+5.0V的基准电压，以给磁敏检测电路供电，然后发生一个2.5V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化成与之成线性关系的电压信号，与基准的2.5V叠加，经过电压跟从电路后输出，即完成上述有2.5V直流偏置电压输出的直流线性霍尔电流传感器输出。该电路由升压电路、基准稳压电路、磁敏检测电路以及电压跟从电路组成，原理框图如图2所示。
正常作业时，4.5～5.5V规模内的直流供电电压经升压电路升至必定值Vbst，如12V或其他可设定值，Vbst经基准稳压电路改换成准确的+5.0V，以给磁敏检测电路供电。磁敏检测电路检测开口磁环内的磁场强度并输出一有偏置电压的直流电压Vo1，且有：
式中，2.5V为磁敏检测电路的零点输出电压，该电压为磁敏检测电路供电电压的一半，K为磁敏检测电路扩大倍数，可由外部电阻等调理，ΔV为磁敏检测电路的灵敏度，即单位检测电流改变引起的磁敏芯片输出电压改变量，该改变量由磁敏芯片内部的霍尔器材决议。Vo1经过电压跟从电路后直接输出Vout，电压跟从器的作用是进步传感器电路的带载才能，防止外接负载对传感器的输出电压形成影响。
一般传感器供电电源并不是准确的5.0V，而是一个电压规模，如4.5～5.5V，而磁敏芯片零磁通时的输出电压为供电电压的一半，为确保供电电压在答应规模内改变时磁敏芯片的零点输出安稳，需要为磁敏芯片供给一个精准的5V供电电压，即需要将4.5～5.5V供电电压举高后再改换成准确安稳的5V电压。其原理图如图3。U1为升压芯片，可以将4.5～5.5V供电电压抬升至11.4～12.6V，最大输出电流50mA，无需电感，外围器材少，具有短路维护及过温维护等功能。
因为磁敏芯片的输出电压为供电电压的一半，因而为了使磁敏芯片取得精准的2.5V输出电压，需要为磁敏芯片供给精准的5V电压，故运用精细稳压电路将现已举高的12V电压转化为精准的5V电压，为磁敏芯片供电，精细稳压电路原理图如图4。其间，D1为精细稳压电源芯片TL431，R9为限流电阻，用于约束后级电路电流，R2、R5以及R11为调压电阻，用于调理输出电压为精准的5V，精准的5V可以由分压电阻得到精准的2.5V。
根据本文立异性电路规划的0～150A直流霍尔电流传感器，经检测后线V的直流电压。其测试数据如表1所示。由成果可以看出，该霍尔电流传感器零点误差为9mV，额定电流规模内误差为10mV。
霍尔电流传感器首要适用于沟通、直流、脉冲等杂乱信号的阻隔转化，经过霍尔效应原理使改换后的信号可以直接被AD、DSP、PLC、二次外表等各种收集设备直接收集和承受，呼应时刻快，电流丈量规模宽精度高，过载才能强，线性好，抗干扰才能强。适用于电流监控及电池运用、逆变电源及太阳能电源办理体系、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接运用、变频器，UPS伺服操控等体系电流信号收集和反应操控。
本文经过运用简略的电路结构将传感器供电电压先升压后，稳压发生一个基准的稳压电压给磁敏芯片供电，使得磁敏检测电路发生一个精准的零点电压。该霍尔电流传感器具有结构简略、成本低以及体积小的特色，可用于检测高达数百安培的直流电流信号并阻隔输出一个有精准2.5V直流偏置电压且与检测电流成线性关系的电压信号。
[1]康弘俊.王威.王勇.有精准偏置电压输出的霍尔电流传感器.通讯电源技能.2021-01-10
[2]王威.魏晓娟.霍尔传感器在地铁电力监控体系中的运用[J].通讯电源技能.2018