2022-10-08
交直流充电桩中的霍尔效应电流传感器主要用于监测充电过程中的电流，以确保充电过程的安全和高效。霍尔效应电流传感器通过检测导体周围的磁场来测量电流，具有高精度、高响应速度和良好的温度稳定性。
一、工作原理
1. 磁场生产：当电流通过一根导体（如电线）时，会在导体周围产生磁场，磁场的强度与电流的大小成正比，根据右手定则，电流的方向决定了磁场的方向。
2. 霍尔元件检测：霍尔效应电流传感器内部有一个霍尔元件，通常是一个薄片状的半导体材料，当导体周围的磁场穿过霍尔元件时，霍尔元件会产生一个霍尔电压，霍尔电压的大小与磁场的强度成正比，因此也与导体中的电流成正比。
3. 信号处理：为了提高信号质量，在输出之前通常需要对霍尔传感器输出信号进行放大和滤波处理以去除噪声。经过处理后得到的模拟信号可以通过模数转换器（ADC）转换为数字信号以便进一步处理，最终的数字信号可以通过SPI、I2C或其他接口输出到充电桩的主控芯片。
霍尔电流传感器原理图
二、具体应用
1. 输入电流监测
l 电网输入监测：监测从电网输入到充电桩的交流电流，确保充电桩的输入电流在安全范围内。
l 过流保护：检测输入电流是否超过安全阈值，防止过流导致的设备损坏。
2. 输出电流监测
l 电动汽车充电监测：监测从充电桩输出到电动汽车的直流电流，确保充电过程的安全和高效。
l 过流保护：检测输出电流是否超过安全阈值，防止过流导致的设备损坏。
3. 闭环控制
l 精确控制：通过监测输入和输出电流，实现充电桩的闭环控制，提高充电效率和稳定性。
l 动态调整：根据负载变化动态调整充电桩的工作参数，确保充电过程的高效和稳定。
4. 故障检测和诊断
l 故障检测：检测充电桩中的异常电流，如短路、断路等故障。
l 诊断：通过监测电流数据，帮助诊断系统的问题，提高系统的可靠性和安全性。
三、示例产品
1. CH701 / CH701W 系列是专为电流检测应用开发的隔离集成式电流传感芯片。CH701内置1.2mΩ的初级导体电阻，CH701W内置0.8mΩ的初级导体电阻，有效降低芯片发热。其内部集成独特的温度补偿电路以实现芯片在 -40 到150度全温范围内良好的一致性。出厂前芯片已做好灵敏度和静态（零电流）输出电压的校准，在全温度范围内提供±2% 的典型准确性。
CH701W：贴片式
Ø 工业级
Ø 工作电压：3.3V~5V
Ø 绝缘耐压：4800Vrms
Ø 电流范围：±5A、±10A、±20A、±30A、±40A、±50A、±60A、±70A
Ø 带宽：120KHz
Ø 响应时间：4us
Ø 灵敏度误差：±1.5%
2. CH704 是专为大电流检测应用开发的隔离集成式电流传感芯片。CH704 内置 0.1 mΩ 的初级导体电阻，有效降低芯片发热支持大电流检测：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。其内部集成独特的温度补偿电路以实现芯片在 -40 到150度全温范围内良好的一致性。出厂前芯片已做好灵敏度和静态（零电流）输出电压的校准，在全温度范围内提供 ±2% 的典型准确性。
CH704：直插单芯片
Ø 工业级
Ø 工作电压：5V
Ø 绝缘耐压：4800Vrms
Ø 电流范围：±50A、±100A、±150A、±200A
Ø 带宽：120KHz
Ø 响应时间：＜2us
Ø 灵敏误差：±1%
CH701W更适合需要高精度、快速响应和良好温度稳定性的中小电流检测应用，特别是对空间和成本有严格要求的场合，如消费电子、工业控制和汽车电子。CH704更适合需要大电流检测能力、高精度和高可靠性的应用，如电动车辆、工业电机控制、UPS 系统和大功率电源。
