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霍尔电流传感器在通信基站中的应用

返回列表来源:柏艾斯 发布日期:2017-03-15 15:53:22浏览:-查看手机网址
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关键字:开环霍尔电流传感器,通信基站

本文介绍了基于开环霍尔原理,通过标准输出的HDIE-C系列的开环电流传感器用于通信基站电源管理、监测的方案,实现了对于某一特定区域内的所有通信基站工作状态的监测,减少大面积区域内工作人员巡检的工作量。

1、引言

随着我国电信事业的迅速发展,通信网络规模的不断扩大,需要操作与维护的通信基站种类和数量大幅度的提高,对通信基站电源的稳定性和可靠性也就提出了更高的要求,为提高通信王的整体质量、节约人力资源和能源损耗,我国提出了对通信电源设备及环境进行几种监控管理的要求。

针对这一问题,HDIE-C系列电流传感器通过对通信电源集中监测,实现对移动通信基站的实时管理,管理人员在远端集中控制中心可以对各个通信基站的工作状态进行管理,第一时间内技术人员可以对基站进行系统维护。

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                                      通信基站                                                                                                                  区域集中监控系统


2、开环霍尔传感器的工作原理

自1879年美国物理学家Edwin Herbert Hall发现霍尔效应以来,霍尔技术被越来越多地应用于工业控制的各个领域。随着元器件工艺技术的发展,由霍尔器件应用开发的霍尔电流、电压传感器在各行各业都取得了良好的应用。

1)、霍尔效应及霍尔器件

霍尔效应是霍尔技术应用的理论基础,当通有小电流的半导体薄片置于磁场中时(如图1),半导体内的载流子受洛伦兹力的作用发生偏转,使半导体两侧产生电势差,该电势差即为霍尔电压VH,VH与磁感应强度B及控制电流IC成正比,经过理论推算有式(1)关系。

VH=(RH/d)×B×IC(1)

式中:B为磁感应强度;

IC为控制电流;

RH为霍尔系数;

d为半导体厚度。

式(1)中,若保持控制电流IC不变,在一定条件下,可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小,由此建立了磁场与电压信号的联系。根据这一关系式,人们研制出了用于测量磁场的半导体器件,即霍尔器件。

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霍尔效应原理

2)、开环霍尔电流传感器的工作原理

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                                                 霍尔开环原理                                                                                            HDIE-C45外形图

当原边电流Ip穿过带有气隙的聚磁环,放在气隙中的霍尔元件会检测到与电流大小成比例关系的磁通,并输出小电压信号,该电压信号被放大器放大,即可输出与原边电流信号相位相一致的电压波形,该波形能够真实的反映原边电流的大小及变化。

开环霍尔电流传感器的应用很广泛,主要是有以下几个重要特点:

1)、整个量程范围都有极高的线性度.

2)、集成化程度高,优良的温度特性和长期工作稳定性,使变送器免于定期校验.

3)、准确度高.

4)、结构简单牢固,抗震性好

5)、过载能力强.

6)、开口、闭口多种尺寸选择

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                                                                    HDIB-C15外形图                                                            HDID-C31外形图


3、开环霍尔电流传感器在通信基站中的应用方式

为更好的监测通信基站内的所有设备工作状态,很多采取传统的互感器监测交流、分流器监测直流的方式,随着技术的更替、需求不断的增加,对于基站整体的工作状况做远程监控,电流传感器在这个条件下相应产生,传统的分流器、互感器已经不能满足现有的需求。

一般在设计时会采取两种监测方式:

1)、对基站内的设备分别进行监测

基站内部设备一般包括换气设备、通信电源、电池组、外网配电系统等,分别对每一个设备的总线输出端电流进行监测,一般会标准信号DC 4-20mA作为输出,电源可以用基站内部的直流电源为供电,DC 12V、DC 15-24V均可,所有传感器的输出信号全部接入无线采集模块当中,做远端传输,在区域内一特定的监控中心做整体监控,同时区域内的相关巡检人员可以通过手机,直接了解每个基站内设备的工作状态,如下:

对于单一设备监测

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2)、对于整体总动力线进行监测

有很多客户在设计改造时考虑监控成本,这是会采用监测总的外网配电系统,这样,在成本上会有部分减少一般会标准信号DC 4-20mA作为输出,电源可以用基站内部的直流电源为供电,DC 12V、DC 15-24V均可,所有传感器的输出信号全部接入无线采集模块当中,做远端传输,在区域内一特定的监控中心做整体监控,同时区域内的相关巡检人员可以通过手机,直接了解每个基站内设备的工作状态,如下:



对输入输出两端监测

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以上两种方式目前后者居多,在设计新基站或者需要对现有基站进行改造的时候,选择电流传感器需要注意一下几点:

1)、看现场的设备是否已经安装好,传感器有开口的和闭口之分,闭口精度高,开口精度差,在不能断线的线的情况下需要选择开口,而且还需要考虑到以后对设备维护的时候更换传感器能否断线;

2)、选择传感器的时候要注意使用的环境、是否有高温、低温、高潮湿的环境,需要对销售人员说清环境状况;

3)、对于监测蓄电池组的直流电流传感器、电压传感器选择时需要注意,是否需要监测反向电流电压,因为蓄电池存在充放电问题;

4)、选择接近于电缆或者铜牌尺寸的电流传感器,测量时的效果会更好。

4、   结束语

   伴随着产品的不断更新,对于区域内整体监控需求的增加,人员成本的降低,互感器等产品已经逐渐被传感器所取代,在高温、低温、高潮湿等特殊环境下,传感器发挥这至关重要的作用,更多详细信息请咨询  http://www.passiontek.com.cn.

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