2022-10-03
电梯门机中的霍尔效应电流传感器芯片用于监测和控制电梯门的开闭过程，确保门机系统的安全和可靠运行。
一、工作原理
1. 霍尔元件：霍尔元件是一种半导体器件，当有电流通过霍尔元件并且该元件处于磁场中时，由于洛伦兹力的作用，载流子（电子或空穴）的路径会发生偏转，导致霍尔元件两侧产生电位差，即霍尔电压。
2. 磁场产生：当电梯门机的电机或驱动器中有电流通过时，会在导线周围产生一个与电流成正比的磁场。霍尔效应电流传感器芯片通常安装在靠近导线的位置，以便检测这个磁场。
3. 霍尔电压：霍尔元件置于上述磁场中，当有电流通过霍尔元件时，会产生一个与磁场强度成正比的霍尔电压。霍尔电压的大小直接反映了导线中电流的大小。
4. 信号处理：霍尔电压通常非常微弱，需要通过内置的信号调理电路（如放大器、滤波器等）进行放大和处理，使其成为适合远距离传输的标准电信号（如4-20mA、0-5V等）。
5. 输出与应用：处理后的信号可以被电梯门机的控制系统接收并解析，用于监控门机电机的工作状态，如电流是否超出安全范围、电机是否过载等，从而实现对门机的智能控制和保护。
霍尔效应原理图
二、具体应用
1. 电流监测与保护
l 实时监测：霍尔效应电流传感器可以实时监测电梯门机电机的工作电流，确保电机在安全范围内运行。如果电流超出预设阈值，传感器会立即发出警报，提醒控制系统采取措施。
l 过载保护：一旦检测到电流异常升高，可能是由于电机过载、机械卡阻或其他故障引起的。此时，控制系统可以根据传感器提供的信息，自动停止门机的运动或启动保护机制，防止电机损坏。
2. 防夹手保护
l 障碍物检测：在电梯门关闭过程中，如果遇到障碍物（如乘客的手或物品），电机的电流会突然增加。霍尔效应电流传感器可以检测到这一电流变化，并立即发送信号给控制系统，使门机反向开启，避免夹伤事故。
l 灵敏度调整：通过调整传感器的灵敏度，可以确保在不同情况下都能有效检测到障碍物，提高防夹手保护的可靠性。
3. 位置检测
l 门状态确认：通过监测门机电机的电流变化，可以间接判断电梯门的位置。例如，当门完全打开或关闭时，电机的电流会达到某个特定值，传感器可以捕捉到这些变化，帮助控制系统确认门的状态。
l 多点监测：在复杂的门机系统中，可以在多个关键部位安装霍尔效应电流传感器，实现对门机系统的全面监测和控制。
4. 故障诊断与优化
l 长期监测：传感器可以长时间记录电机的电流数据，通过数据分析可以发现门机系统的工作趋势和潜在问题，如电流波动、异常峰值等。这些信息有助于提前预测故障，制定维护计划。
l 故障定位：当门机出现故障时，通过比较各个传感器的数据，可以快速定位故障点，减少停机时间，提高维修效率。
5. 安全功能
l 短路保护：霍尔效应电流传感器可以快速检测到短路引起的电流激增，立即触发保护机制，防止电气火灾等安全事故。
l 接地故障检测：在一些特殊应用中，传感器可以检测到电机的接地故障，及时采取措施，确保操作人员的安全。
霍尔传感器安装在轿厢底部的示意图
三、示例产品
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。
CH701：贴片
Ø 工业级
Ø 工作电压：3.3V~5V
Ø 绝缘电压：3000Vrma
Ø 电流范围：±5A、±10A、±20A、±30A、±40A、±50A
Ø 带宽：120KHz
Ø 响应时间：4us
Ø 灵敏度误差：±1.5% ~±2.5%
