开关电源使用霍尔电流传感器-霍尔电流传感器-韦克威

开关电源中的功率因素校准（PFC）电源电路和整流电路都必须将髙压侧的电流数据信号检测到低压端的控制板，因而要采用防护式霍尔电流传感器。防护式电流检测有多种多样完成方法，比如电流电压互感器（CT）、防护放大器和霍尔效应电流传感器。在其中，霍尔电流传感器，因其简单实用、精确、体型小且具备直流电检测能力，变成较为理想化的挑选。

电流电压互感器是根据变电器的基本原理对电流进行取样，应用CT能够检测MOSFET或是IGBT的启用电流。CT的迅速响应时间使其特别适合于用作高值电流操纵和过电流保护操纵。可是根据变电器藕合基本原理的CT没法传感直流电或十分低頻的电流，进而造成 其不可以立即检测直流AC电流，或由于只检测启用电流的间接性方式 而损害精确测量精度（沒有关闭电流）。此外，因为CT必须应用磁芯，容积难以做小，而容积很大的CT又会扩大电源总开关环城路，造成高些的工作电压顶峰和噪音影响。

而霍尔效应电流传感器则是一种精度高些、容积更小的挑选，它能够 在直流电标准下工作中，并且可以以优良的线性和精度精确测量包括了启用和关闭的AC总电流。另外，霍尔效应电流传感器的容积能够 保证SOIC-8的封裝，同一颗集成化IC一样尺寸，使PCB的合理布局更为非常容易，有利于完成高些的功率。

表1对霍尔效应电流传感器与电流电压互感器开展了比较。

 在将霍尔电流传感器运用于开关电源或网络服务器PSU时，必须评定电流的检测范畴、持续电流承受能力、响应时间（/网络带宽）和工作电压防护级别。在一些状况下，电信网开关电源或服务器电源很有可能还必须向上位机软件报告当今的运作输出功率，这时高精度的霍尔元件电流传感器（如韦克威的STK-600AM）可协助系统软件完成≥1％的电流检测精度。

图1展现了，在各自应用3.3 V和5 V供电系统状况下，霍尔效应电流传感器的典型性运用电源电路。与应用3.3 V开关电源供电系统对比，应用5 V供电系统能用扩宽霍尔元件的电流检测范畴。以STK-616Y为例子，霍尔元件的敏感度为50 mV/A：假如应用3.3V开关电源，则电流检测范畴为-33 A〜  33 A（双重）；而应用5.0V开关电源时，电流检测范畴能够拓展到-50 A〜  50A。此外，在设计方案中理应留意，除开电流检测范畴以外，还必须考虑到感应器的持续电流承受能力，当电流耐受性不够时，能够根据改进感应器的散热来提升。

(a)

(b)

图1：霍尔效应电流传感器的普遍运用：

选用3.3 V开关电源的霍尔效应电流传感器（a）；

选用5 V开关电源的霍尔效应电流传感器（b）

在应用霍尔电流传感器的线路板合理布局中，要留意下列要素：

排热：尽可能扩大一次侧电流输电线的覆铜总面积，能够提升霍尔元件电流传感器的排热能力，进而提升感应器的较大均值电流承受能力。此外，还能够应用更厚铜泊的PCB，或是在初中级走网上置放一些排热过孔，或是把霍尔元件电流传感器和PCB布线置放在风管内，都能够改进霍尔元件电流传感器的均值电流承受能力。

一次侧电流电磁场：合理布局时，应尽量减少大电流的布线挨近霍尔元件电流传感器。

防护规定：从系统软件总体考虑到击穿电压和电气间隙，当霍尔元件电流传感器不能满足需要的PCB击穿电压时，能够在电路板上割槽以做到系统软件级的防护规定。

小结，在电信网镇流器和网络服务器PSU中，CT更合适于高值电流操纵和过电流保护，但它容积很大且精度不高。霍尔效应电流传感器体型小，精度高，应用简易便捷，而且更合适检测沟通交流路线电流。