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開環霍爾電流傳感器在通信基站中的應用
關鍵字：開環霍爾電流傳感器，通信基站
本文介紹了基于開環霍爾原理，通過標準輸出的HDIE-C系列的開環電流傳感器用于通信基站電源管理、監測的方案，實現了對于某一特定區域內的所有通信基站工作狀態的監測，減少大面積區域內工作人員巡檢的工作量。
1、引言
隨著我國電信事業的迅速發展，通信網絡規模的不斷擴大，需要操作與維護的通信基站種類和數量大幅度的提高，對通信基站電源的穩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量、節約人力資源和能源損耗，我國提出了對通信電源設備及環境進行幾種監控管理的要求。
針對這一問題，HDIE-C系列電流傳感器通過對通信電源集中監測，實現對移動通信基站的實時管理，管理人員在遠端集中控制中心可以對各個通信基站的工作狀態進行管理，第一時間內技術人員可以對基站進行系統維護。
通信基站 區域集中監控系統
2、開環霍爾傳感器的工作原理
自1879年美國物理學家Edwin Herbert Hall發現霍爾效應以來，霍爾技術被越來越多地應用于工業控制的各個領域。隨著元器件工藝技術的發展，由霍爾器件應用開發的霍爾電流、電壓傳感器在各行各業都取得了良好的應用。
1）、霍爾效應及霍爾器件
霍爾效應是霍爾技術應用的理論基礎，當通有小電流的半導體薄片置于磁場中時（如圖1），半導體內的載流子受洛倫茲力的作用發生偏轉，使半導體兩側產生電勢差，該電勢差即為霍爾電壓VH，VH與磁感應強度B及控制電流IC成正比，經過理論推算有式（1）關系。
VH=（RH/d）×B×IC（1）
式中：B為磁感應強度；
IC為控制電流；
RH為霍爾系數；
d為半導體厚度。
式（1）中，若保持控制電流IC不變，在一定條件下，可通過測量霍爾電壓推算出磁感應強度的大小，由此建立了磁場與電壓信號的聯系。根據這一關系式，人們研制出了用于測量磁場的半導體器件，即霍爾器件。
霍爾效應原理
霍爾開環原理 HDIE-C45外形圖
當原邊電流Ip穿過帶有氣隙的聚磁環，放在氣隙中的霍爾元件會檢測到與電流大小成比例關系的磁通，并輸出小電壓信號，該電壓信號被放大器放大，即可輸出與原邊電流信號相位相一致的電壓波形，該波形能夠真實的反映原邊電流的大小及變化。
開環霍爾電流傳感器的應用很廣泛，主要是有以下幾個重要特點：
1）、整個量程范圍都有極高的線性度.
2）、集成化程度高，優良的溫度特性和長期工作穩定性，使變送器免于定期校驗.
3）、準確度高.
4）、結構簡單牢固，抗震性好
5）、過載能力強.
6）、開口、閉口多種尺寸選擇
HDIB-C15外形圖 HDID-C31外形圖
為更好的監測通信基站內的所有設備工作狀態，很多采取傳統的互感器監測交流、分流器監測直流的方式，隨著技術的更替、需求不斷的增加，對于基站整體的工作狀況做遠程監控，電流傳感器在這個條件下相應產生，傳統的分流器、互感器已經不能滿足現有的需求。
一般在設計時會采取兩種監測方式：
1）、對基站內的設備分別進行監測
基站內部設備一般包括換氣設備、通信電源、電池組、外網配電系統等，分別對每一個設備的總線輸出端電流進行監測，一般會標準信號DC 4-20mA作為輸出，電源可以用基站內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全部接入無線采集模塊當中，做遠端傳輸，在區域內一特定的監控中心做整體監控，同時區域內的相關巡檢人員可以通過手機，直接了解每個基站內設備的工作狀態，如下：
對于單一設備監測
2）、對于整體總動力線進行監測
有很多客戶在設計改造時考慮監控成本，這是會采用監測總的外網配電系統，這樣，在成本上會有部分減少一般會標準信號DC 4-20mA作為輸出，電源可以用基站內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全部接入無線采集模塊當中，做遠端傳輸，在區域內一特定的監控中心做整體監控，同時區域內的相關巡檢人員可以通過手機，直接了解每個基站內設備的工作狀態，如下：
對輸入輸出兩端監測
以上兩種方式目前后者居多，在設計新基站或者需要對現有基站進行改造的時候，選擇電流傳感器需要注意一下幾點：
1）、看現場的設備是否已經安裝好，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設備維護的時候更換傳感器能否斷線；
2）、選擇傳感器的時候要注意使用的環境、是否有高溫、低溫、高潮濕的環境，需要對銷售人員說清環境狀況；
3）、對于監測蓄電池組的直流電流傳感器、電壓傳感器選擇時需要注意，是否需要監測反向電流電壓，因為蓄電池存在充放電問題；
4）、選擇接近于電纜或者銅牌尺寸的電流傳感器，測量時的效果會更好。
4、 結束語
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