Hallov snímač prúdu je snímač bežne používaný na meranie prúdu. Na meranie prúdu využíva Hallov efekt. Hallov jav znamená, že keď vodič prechádza určitým magnetickým poľom, prúd vytvára rozdiel napätia v smere kolmom na smer magnetického poľa a prúdu.
Aby sme podrobne vysvetlili princíp merania Hallovho snímača prúdu, môžeme ho vysvetliť z nasledujúcich hľadísk: Hallov jav, štruktúra a princíp fungovania Hallovho snímača prúdu a vlastnosti a aplikácie snímača.
1. Hallov efekt
Keď vodič alebo polovodičový materiál prechádza magnetickým poľom, komponenty kolmé na smer magnetického poľa a smer prúdu spôsobia oddelenie náboja, čo má za následok rozdiel potenciálov na oboch stranách. Tento jav sa nazýva Hallov jav.
Hallov efekt nastáva, pretože nosiče sú ovplyvnené Lorentzovou silou. Lorentzova sila sa vzťahuje na silu, ktorú zažíva prúd prechádzajúci magnetickým poľom. Keď sú magnetické pole a prúd navzájom kolmé, Lorentzova sila vychyľuje elektróny alebo otvory vo vnútri vodiča a vytvára potenciálny rozdiel na oboch stranách vodiča.
2. Štruktúra Hallovho prúdového snímača
Hallove prúdové snímače sa zvyčajne skladajú z troch častí: Hallov prvok, štruktúra magnetického obvodu a výstupný obvod.
2.1 Hallov prvok: Hallov prvok je hlavnou časťou snímača. Zvyčajne pozostáva z Hallovho čipu. Hallov prvok má špeciálnu polovodičovú štruktúru, ktorá zahŕňa oblasť prenosu prúdu, Hallovu akčnú oblasť a oblasť merania napätia. Keď prúd prechádza cez snímač, Hallova aktívna oblasť bude ovplyvnená Lorentzovou silou, čo spôsobí Hallov potenciál.
2.2 Štruktúra magnetického obvodu: Štruktúra magnetického obvodu sa používa hlavne na riadenie distribúcie magnetického poľa a jeho prenos do Hallovho prvku. Štruktúra magnetického obvodu sa zvyčajne skladá zo železného jadra, komponentov na nastavenie magnetického poľa a komponentov tienenia magnetického poľa. Železné jadro sa používa na vedenie magnetických siločiar, prvok na nastavenie magnetického poľa sa používa na nastavenie sily a smeru magnetického poľa a prvok tienenia magnetického poľa sa používa na zníženie rušenia vonkajších magnetických polí.
2.3 Výstupný obvod: Výstupný obvod slúži na meranie a zosilnenie Hallovho potenciálu a jeho premenu na prúdový alebo napäťový signál. Výstupný obvod sa zvyčajne skladá z operačného zosilňovača, filtračného obvodu a zosilňovacieho obvodu. Spracovaním výstupného obvodu možno získať napäťový signál úmerný vstupnému prúdu, čím sa realizuje meranie prúdu.
