開環(huán)霍爾電流傳感器在通信基站中的應(yīng)用

        本文介紹了基于開環(huán)霍爾原理，通過(guò)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(wèn)題，HDIE-C系列電流傳感器通過(guò)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)。

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(lái)，霍爾技術(shù)被越來(lái)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(guò)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(guò)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

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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(wú)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(guò)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(wú)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(guò)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(shuō)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?wèn)題；
        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(yǔ)
        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。

（轉(zhuǎn)載）