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霍尔元件在自动测试系统电源管理模块中的应用

返回列表 来源:华芯霍尔元件 浏览:0 发布日期:2020-07-25 08:44:06【

电源模块是自动测试系统的重要组成部分。为了保证被测设备的安全性和测试结果准确性。电源的稳定和设备的快速保护是最基本的。供电电源一旦出现过压、欠压及过流问题,立即报警,并可切断电源。同时,电源参数的自动实时记录也是必不可少的。因此,研究的电源管理模块具有3个功能:

  1. 电源的过压、欠压及过流快速保护;
  2. 电源的自动加载及切断;
  3. 电路消耗电流的自动抄表。

传统的电源模块采用手动或半自动方法,采用交/直流电压电流表及保险丝等方法来实现对电源幅值和小电流信息的获取和保护,其主要缺点是手段落后。效率低、速度慢、烦琐,误差较大。采用分流器和分压器的方法无法对主回路进行隔离测量,使用不安全而且准确性低。程控电源成本昂贵,极大的限制了它在自动测试系统中使用。

霍尔开关是根据霍尔效应制作的1种磁场传感器,它具有体积小、重量轻、灵敏度高、线性度好等优点,广泛应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。针对上述问题,本文提出了1种基于霍尔开关电源自动检定控制装置,将霍尔开关的输出信号经A/D板采集后送人工控机处理,从而实现了电源模块的3个功能。

设计的电源模块是某自动测试系统的重要组成部分该自动测试系统是基于PCI总线架构,系统设计时预留部分测试资源用于电源管理。整个硬件设计按模块功能分为两部分:过压欠压保护,过流保护及电压电流的自动测量。

过压欠压保护

电源的过压欠压保护硬件框图如图1所示。

电源经由大电流继电器经过分压后,进入基于PCI总线的A/D模块进行采集,如果是交流电源在采集之前需要对其进行整流。采集得到的数据经过处理后出工控机进行判断,如果采集结果不在电源正常的幅值范围内,则认为是过压或者欠压,工控机通过数字I/O模块控制电路继电器断开,从而实现了过压欠压保护,保护了被测对象不被损坏。

电源过流保护及电流自动抄表

电源的过流保护硬件框图如图2所示。

如图2所示,霍尔元件被串联在电流回路中。出霍尔元件的工作原理可知,被测电路通道导体产生的磁场,由霍尔元件输出信号控制的补偿电流流过次级线圈产生的磁场补偿。当两边的磁场达到平衡时。其补偿电流即可以精确反映电路中的电流值。在次级线圈申接测量电阻即可将补偿电流转换为电压,进而可以由A/D模块采集。霍尔电流传感器一般满足如下关系:

式中: Ip是原边电流。即被测电流; Np是原边线圈匝数; Is是次级线圈电流; Ns是次级线圈匝数。在已知霍尔开关输出电压的情况下,由欧姆定理可计算电流如下:

按照式(2)工控机对A/D模块采集的数据进行处理,将测得电压转换为电路电流信息,从而实现了电流的白动将测得电压转换为电路电流信息,从而实现了电流的白动进行监控,如果某时刻电路消耗电流大于被测对象额定值。工控机则通过数字I/O模块控制电路继电器切断电路以实现对被测对象的过流保护功能。

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