20KA闭环霍尔电流传感器在核聚变装置供电电源系统中的应用

由上式看出，当已知传感器原边和副边线圈匝

数时，通过测量副边补偿电流I_M的大小，即可推算出原边电流I_N的值，从而实现了原边电流的隔离测量。

3闭环霍尔电流传感器的主要性能

图4 CHB-20KA闭环霍尔电流传感器

闭环霍尔电流传感器是近十年来出现的高技术模块化产品，其性能要大大的优于开环霍尔电流传感器，同时与传统的分流器或互感器的电流测量方法相比亦有许多优点。图4为采用闭环霍尔磁补偿原理制造的20KA霍尔大电流传感器产品，闭环霍尔电流传感器主要有以下特点：

1) 可以同时测量任意波形电流，如：直流、交流、脉冲电流；
2) 副边测量电流与原边被测电流之间完全电气隔离，绝缘电压一般为2KV~12KV；
3) 电流测量范围宽，可测量额定1mA~50KA电流；
4) 跟踪速度di/dt：高于50A/us；
5) 线性度：优于0.1% IN；
6) 响应时间：小于1us；
7)频率响应：0~100KHz。

4传感器在核聚变装置电源系统中的应用

闭环霍尔电流传感器的应用范围很广，目前已成功的应用于逆变焊机、发电及输变电设备、电气传动、数控机床等工业产品上。下面以额定电流为20KA的CHB-20KA型霍尔电流传感器为例说明这种传感器的应用。

表1 CHB-20KA型霍尔传感器的主要性能参数

符 号	名 称	参 数
	型 号	CHB-20KA
IN	额定电流	20KA（RMS）
IP	测量范围	0~25KA
Im	输出电流	4A对应原边20KA
X	精度（Ta=25℃）	IN的±0.4%
KN	匝 比	1：5000
L	线性度	0.1%
Ioff	失调电流	±0.8mA（典型）
Tr	反应时间	1μS
Vc	电源电压	±36V…±48V（±5%）
Ic	耗 电	60mA+Im
Ta	工作温度	-25℃~70℃
Ts	贮存温度	-40℃~100℃

CHB-20KA型闭环霍尔电流传感器的额定电流为20KA， 输出电流为4A，表1给出了CHB-20KA型传感器的主要性能参数。

在核聚变装置电源系统中的大功率供电系统中设计选用了CHB-20KA型闭环霍尔电流传感器作为系统电流检测部件，传感器的主要作

用是隔离检测供电系统的输出直流大电流，通过对传感器的输出信号进行处理，反馈到供电控制器，实现对输出电流的稳流控制，确保供电系统的输出功率稳定，并且不高于发供电电源的额定功率。闭环霍尔电流传感器CHB-20KA的应用，很好的实现了上述应用目的（如图5）。

图5 CHB-20KA闭环霍尔电流传感器的应用

该核聚变装置电源系统中采用了43套3KA-20KA闭环霍尔电流传感器，经过测试，CHB-KA型霍尔传感器的性能稳定、可靠，能够满足该供电电源系统对电流检测的需要，并按相关标准通过了试验，测试结果受到专家的肯定。

参 考 文 献
[1] 刘恩科、朱秉升等编，《半导体物理学》，263~268页，上海科学技术出版社，1984.
[2] 502室编，《半导体专业实验讲义》，西北电讯工程学院，1986.