關(guān)鍵字：開環(huán)霍爾電流傳感器，通信基站

本文介紹了基于開環(huán)霍爾原理，通過標(biāo)準(zhǔn)輸出的HDIE-C系列的開環(huán)電流傳感器用于通信基站電源管理、監(jiān)測(cè)的方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于某一特定區(qū)域內(nèi)的所有通信基站工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，減少大面積區(qū)域內(nèi)工作人員巡檢的工作量。

1、引言

隨著我國(guó)電信事業(yè)的迅速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要操作與維護(hù)的通信基站種類和數(shù)量大幅度的提高，對(duì)通信基站電源的穩(wěn)定性和可靠性也就提出了更高的要求，為提高通信王的整體質(zhì)量、節(jié)約人力資源和能源損耗，我國(guó)提出了對(duì)通信電源設(shè)備及環(huán)境進(jìn)行幾種監(jiān)控管理的要求。

針對(duì)這一問題，HDIE-C系列電流傳感器通過對(duì)通信電源集中監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)通信基站的實(shí)時(shí)管理，管理人員在遠(yuǎn)端集中控制中心可以對(duì)各個(gè)通信基站的工作狀態(tài)進(jìn)行管理，第一時(shí)間內(nèi)技術(shù)人員可以對(duì)基站進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。

通信基站 區(qū)域集中監(jiān)控系統(tǒng)

2、開環(huán)霍爾傳感器的工作原理

自1879年美國(guó)物理學(xué)家Edwin Herbert Hall發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)以來，霍爾技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。隨著元器件工藝技術(shù)的發(fā)展，由霍爾器件應(yīng)用開發(fā)的霍爾電流、電壓傳感器在各行各業(yè)都取得了良好的應(yīng)用。

1）、霍爾效應(yīng)及霍爾器件

霍爾效應(yīng)是霍爾技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，當(dāng)通有小電流的半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)中時(shí)（如圖1），半導(dǎo)體內(nèi)的載流子受洛倫茲力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使半導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差，該電勢(shì)差即為霍爾電壓VH，VH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B及控制電流IC成正比，經(jīng)過理論推算有式（1）關(guān)系。

VH=（RH/d）×B×IC（1）

式中：B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；

IC為控制電流；

RH為霍爾系數(shù)；

d為半導(dǎo)體厚度。

式（1）中，若保持控制電流IC不變，在一定條件下，可通過測(cè)量霍爾電壓推算出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，由此建立了磁場(chǎng)與電壓信號(hào)的聯(lián)系。根據(jù)這一關(guān)系式，人們研制出了用于測(cè)量磁場(chǎng)的半導(dǎo)體器件，即霍爾器件。

霍爾效應(yīng)原理

2）、開環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理

霍爾開環(huán)原理 HDIE-C45外形圖

當(dāng)原邊電流Ip穿過帶有氣隙的聚磁環(huán)，放在氣隙中的霍爾元件會(huì)檢測(cè)到與電流大小成比例關(guān)系的磁通，并輸出小電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)被放大器放大，即可輸出與原邊電流信號(hào)相位相一致的電壓波形，該波形能夠真實(shí)的反映原邊電流的大小及變化。

開環(huán)霍爾電流傳感器的應(yīng)用很廣泛，主要是有以下幾個(gè)重要特點(diǎn)：

1）、整個(gè)量程范圍都有極高的線性度.

2）、集成化程度高，優(yōu)良的溫度特性和長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性，使變送器免于定期校驗(yàn).

3）、準(zhǔn)確度高.

4）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，抗震性好

5）、過載能力強(qiáng).

6）、開口、閉口多種尺寸選擇

HDIB-C15外形圖 HDID-C31外形圖

3、開環(huán)霍爾電流傳感器在通信基站中的應(yīng)用方式

為更好的監(jiān)測(cè)通信基站內(nèi)的所有設(shè)備工作狀態(tài)，很多采取傳統(tǒng)的互感器監(jiān)測(cè)交流、分流器監(jiān)測(cè)直流的方式，隨著技術(shù)的更替、需求不斷的增加，對(duì)于基站整體的工作狀況做遠(yuǎn)程監(jiān)控，電流傳感器在這個(gè)條件下相應(yīng)產(chǎn)生，傳統(tǒng)的分流器、互感器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的需求。

一般在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)采取兩種監(jiān)測(cè)方式：

1）、對(duì)基站內(nèi)的設(shè)備分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)

基站內(nèi)部設(shè)備一般包括換氣設(shè)備、通信電源、電池組、外網(wǎng)配電系統(tǒng)等，分別對(duì)每一個(gè)設(shè)備的總線輸出端電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一般會(huì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)DC 4-20mA作為輸出，電源可以用基站內(nèi)部的直流電源為供電，DC 12V、DC 15-24V均可，所有傳感器的輸出信號(hào)全部接入無線采集模塊當(dāng)中，做遠(yuǎn)端傳輸，在區(qū)域內(nèi)一特定的監(jiān)控中心做整體監(jiān)控，同時(shí)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)巡檢人員可以通過手機(jī)，直接了解每個(gè)基站內(nèi)設(shè)備的工作狀態(tài)，如下：

對(duì)于單一設(shè)備監(jiān)測(cè)

2）、對(duì)于整體總動(dòng)力線進(jìn)行監(jiān)測(cè)

有很多客戶在設(shè)計(jì)改造時(shí)考慮監(jiān)控成本，這是會(huì)采用監(jiān)測(cè)總的外網(wǎng)配電系統(tǒng)，這樣，在成本上會(huì)有部分減少一般會(huì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)DC 4-20mA作為輸出，電源可以用基站內(nèi)部的直流電源為供電，DC 12V、DC 15-24V均可，所有傳感器的輸出信號(hào)全部接入無線采集模塊當(dāng)中，做遠(yuǎn)端傳輸，在區(qū)域內(nèi)一特定的監(jiān)控中心做整體監(jiān)控，同時(shí)區(qū)域內(nèi)的相關(guān)巡檢人員可以通過手機(jī)，直接了解每個(gè)基站內(nèi)設(shè)備的工作狀態(tài)，如下：

對(duì)輸入輸出兩端監(jiān)測(cè)

以上兩種方式目前后者居多，在設(shè)計(jì)新基站或者需要對(duì)現(xiàn)有基站進(jìn)行改造的時(shí)候，選擇電流傳感器需要注意一下幾點(diǎn)：

1）、看現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備是否已經(jīng)安裝好，傳感器有開口的和閉口之分，閉口精度高，開口精度差，在不能斷線的線的情況下需要選擇開口，而且還需要考慮到以后對(duì)設(shè)備維護(hù)的時(shí)候更換傳感器能否斷線；

2）、選擇傳感器的時(shí)候要注意使用的環(huán)境、是否有高溫、低溫、高潮濕的環(huán)境，需要對(duì)銷售人員說清環(huán)境狀況；

3）、對(duì)于監(jiān)測(cè)蓄電池組的直流電流傳感器、電壓傳感器選擇時(shí)需要注意，是否需要監(jiān)測(cè)反向電流電壓，因?yàn)樾铍姵卮嬖诔浞烹妴栴}；

4）、選擇接近于電纜或者銅牌尺寸的電流傳感器，測(cè)量時(shí)的效果會(huì)更好。

4、 結(jié)束語

伴隨著產(chǎn)品的不斷更新，對(duì)于區(qū)域內(nèi)整體監(jiān)控需求的增加，人員成本的降低，互感器等產(chǎn)品已經(jīng)逐漸被傳感器所取代，在高溫、低溫、高潮濕等特殊環(huán)境下，傳感器發(fā)揮這至關(guān)重要的作用，更多詳細(xì)信息請(qǐng)咨詢 http://m.xfc520.cn.