高频大功率开关电源专用霍尔电流传感器
南京奇霍科技有限公司
高频开关稳压电源的基本电路框图如图1所示。交流电压经整流后，变成含有一定脉动成分的直流电压，该电压进入高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
图1开关电源基本电路框图
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制电路及基准电压等电路构成。控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。开关稳压电源功耗小，效率高。广泛应用于电镀、氧化、表面处理、电解、水处理环保等领域。
在大功率高频开关电源中，输出电流的稳定性及准确性很关键，目前检测输出电流主要使用分流器和霍尔电流传感器。分流器在大电流情况下，要做到稳定性体积方面相应要很大，且存在无法隔离。在大功率高频开关电源体积越来越小的情况下，普遍采用霍尔电流传感器，在保证体积相对分流器较小的情况下实现物理隔离，安全可靠。
目前使用霍尔电流传感器在高频情况下主要会出现铁芯发热，导致电流传感器输出偏离实际值甚至无信号输出造成高频开关电源反馈回路异常，从而影响高频开关电源不稳定甚至损坏。
究其主要原因为在开关电源整流不当时会产生高频电流。在高频电流的作用下传感器磁芯磁通急剧变化，磁芯内部产生了涡流，导致磁芯发热。为了解决磁芯发热问题，最终还是要从减小磁芯涡流来考虑。以下几个方面可以减小磁芯的涡流产生。
1，在现有硅钢磁芯的基础上，选用更薄的磁芯片，目前最薄的硅钢带材是0.1mm厚，这种带材由于工艺不成熟目前国内还无法生产只能采取进口，且价格昂贵。
2，磁芯采用高电阻率的导磁材料，如铁氧体，但铁氧体等高阻的材料普遍无法实现大电流的测量且剩磁很大，影响产品准确性。
3，选用零磁通霍尔传感器（闭环霍尔电流传感器），这种霍尔电流传感器由于磁芯切口处一直处于零磁通状态，根本上解决了磁芯涡流的产生。但是这种传感器大电流的制造成本很高，而且功耗体积都很大，无法做到可拆卸方式，不适合现场的安装和使用。
我公司为了解决此问题，采用纳米晶作为磁芯材料， 这种磁芯的磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢磁芯，且带材厚度只有0.03mm左右， 电阻率，硬度，抗拉强度方面也高于硅钢磁芯，能有效的解决了电流传感器在高频电流下的发热现象，极大的提高了霍尔电流传感器的可靠性和使用寿命。
我公司的生产的CS5000KAA开环霍尔电流传感器，专为高频开关电源定制，内孔102*38mm,测量电流可达6000A，在保证同等电流的情况下，体积更小；采用可拆卸结构，按装方便；重新设计的电路结构，优化了高频段的电路响应，目前CS5000KAA系列已大量应用于国内多家知名的高频开关电源厂家。保证了高频开关电源的稳定运行，长期使用非常可靠，得到了广大用户的认可。
