說起霍爾傳感器，相信很多朋友都聽說過，它在我們的生活中應用的非常廣，那么，霍爾傳感器對電機有什么作用?下面我們來了解一下。

霍爾傳感器對電機起什么作用

霍爾器件用于檢測電機的電樞電流，特點是非接觸式電流采樣，對原電路影響小，功耗較小，可測量直流或交流信號，精度和線性度較好。

霍爾元件只是一個磁場傳感器，作用是檢測磁極的位置，由于霍爾測出的結果只是脈沖，起到控制無刷電機速度的作用。

霍爾傳感器的分類

霍爾傳感器分為線型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。

(一)開關型霍爾傳感器由穩壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發器和輸出級組成，它輸出數字量。開關型霍爾傳感器還有一種特殊的形式，稱為鎖鍵型霍爾傳感器。

(二)線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。

線性霍爾傳感器又可分為開環式和閉環式。閉環式霍爾傳感器又稱零磁通霍爾傳感器。線性霍爾傳感器主要用于交直流電流和電壓測量。

開關型

其中BOP為工作點“開”的磁感應強度，BRP為釋放點“關”的磁感應強度。當外加的磁感應強度超過動作點Bop時，傳感器輸出低電平，當磁感應強度降到動作點Bop以下時，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點BRP時，傳感器才由低電平躍變為高電平。Bop與BRP之間的滯后使開關動作更為可靠。

鎖存型

當磁感應強度超過動作點Bop時，傳感器輸出由高電平躍變為低電平，而在外磁場撤消后，其輸出狀態保持不變(即鎖存狀態)，必須施加反向磁感應強度達到BRP時，才能使電平產生變化。必須跨越0 Gauss點，已實現開關動作，同時需要N極和S極。

線性型

輸出電壓與外加磁場強度呈線性關系，在B1～B2的磁感應強度范圍內有較好的線性度，磁感應強度超出此范圍時則呈現飽和狀態。

下圖為搭載線性霍爾的電流模組

開環式電流傳感器

由于通電螺線管內部存在磁場，其大小與導線中的電流成正比，故可以利用霍爾傳感器測量出磁場，從而確定導線中電流的大小。利用這一原理可以設計制成霍爾電流傳感器。其優點是不與被測電路發生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率，特別適合于大電流傳感。

霍爾電流傳感器工作原理，標準圓環鐵芯有一個缺口，將霍爾傳感器插入缺口中，圓環上繞有線圈，當電流通過線圈時產生磁場，則霍爾傳感器有信號輸出。

閉環式霍爾電流傳感器：零磁通霍爾電流傳感器、零磁通互感器、磁平衡式霍爾電流傳感器等。

如下圖，閉環式霍爾電流傳感器包括磁芯、霍爾元件、放大電路和副邊補償繞組。與開環式霍爾電流傳感器相比，閉環式霍爾電流傳感器多了副邊補償繞組，正是副邊補償繞組，將閉環式霍爾電流傳感器的性能進行了大幅度提升。

閉環式霍爾電流傳感器工作原理

放大電路接受霍爾元件的輸出，并放大為電流信號提供給副邊補償繞組，副邊補償繞組在磁芯中產生的磁場與原邊電流產生的磁場在氣隙處大小相等，方向相反，抵消原邊磁場，形成負反饋閉環控制電路。

若副邊電流過小，產生的磁場不足以抵消原邊磁場，放大電路將輸出更大的電流，反之，放大電路輸出電流減小，從而維持氣隙處的磁場平衡。

若原邊電流發生變化，氣隙處磁場平衡被破壞，負反饋閉環控制電路同樣會調節副邊輸出電路，使磁場重新達到平衡。

宏觀上講，氣隙處將一直維持零磁通，保持磁平衡，這也是零磁通互感器及磁平衡霍爾電流傳感器名稱的來由。

下面簡單描述霍爾傳感器在電機中的應用。

無刷直流電機的工作原理本質上與有刷電機類似，有刷直流電機采用機械的電刷和換向器對繞組中的電流進行換向。而無刷電機采用電子方式對繞組電流換向。

直流電機中轉矩是通過永磁體磁場和繞組中的電流相互作用產生的，在有刷電機中，換向器通過切換電樞繞組實現電樞電流的換向與合適的磁場。而無刷直流電機中，霍爾位置傳感器探測轉子旋轉磁場的位置，通過邏輯與驅動電路，給相應的繞組激勵。總的說來，繞組根據電機永磁體的磁場作出反應，從而產生需要的轉矩。如圖1是一種三相8極(四對磁極)無刷直流電機基本組成：

旋轉的永磁體轉過雙極型數字霍爾傳感器時，會使雙極型數字霍爾傳感器狀態發生改變。如上圖中8極磁體無刷直流電機中，每兩個南極之間相隔90度，霍爾傳感器相隔120度放置，此時霍爾傳感器之間電角度相隔30度。南極靠近時，雙極型數字霍爾傳感器轉換工作狀態，當第一個數字霍爾傳感器在0度電角度轉為工作狀態時，第二個數字霍爾傳感器在30度電角度時工作，第三個數字霍爾傳感器在60度電解時工作。

當北極經過雙極數字型霍爾傳感器時，數字霍爾傳感器會轉為釋放狀態，旋轉的8極磁體的每個北極與相鄰的南極之間為45度，因此，數字霍爾傳感器在磁體轉過45度后，會由工作狀態轉為釋放狀態。如圖2為數字霍爾傳感器控制的輸出電平狀態。

上述三個雙極型數字霍爾傳感器的輸出作為轉子位置的編碼器使用，將磁體的位置和極性信息作為信號發送給邏輯電路，用于開斷H形橋式功率管，如圖3，三相無刷直流電機典型驅動電路。

圖中R1，S1，T1可以由上述信號驅動，而R2，S2，T2由上述信號反相后驅動。這樣，根據旋轉磁體的位置，每對功率管會相應地開通或判斷，從而以正確的順序、在正確的時間為電機繞組提供電流。

審核編輯：湯梓紅

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