Холл эффектісі ток түрлендіргіші – Холл эффектісін қолдана отырып, электр тогын дәл және кедергісіз өлшеуге арналған күрделі электронды құрылғы — бұл физикалық құбылысты Эдвин Холл 1879 жылы ашқан. Өткізгішпен тікелей электрлік жанасуды қажет ететін токты өлшеудің дәстүрлі әдістерінен айырмашылығы, бұл түрлендіргіш магнит өрісін анықтайды, ол токтың пропорционалды ағынына түрлендіре алады. оңай өлшенеді, өңделеді немесе көрсетіледі. Бұл байланыссыз мүмкіндік оны қауіпсіздік пен оқшаулау маңызды болып табылатын жоғары вольтты, жоғары ток және қатал өндірістік орталар үшін тамаша етеді.
Негізгі жұмыс принципі а Холл эффектінің ток түрлендіргіші Холл эффектісінің айналасында айналады: ток өткізгіш магнит өрісіне орналастырылған кезде өткізгіш ішіндегі заряд тасымалдаушылар (электрондар немесе тесіктер) Лоренц күшімен ауытқиды, бұл өткізгіштегі кернеу айырмашылығын (Холл кернеуі) тудырады. Түрлендіргіште Холл элементі (әдетте кремний немесе галлий арсениді сияқты жартылай өткізгіш материалдардан жасалған) өлшенген ток арқылы пайда болатын магнит өрісінде орналасады. Холл кернеуінің шамасы магнит өрісінің күшіне тура пропорционал, ол өз кезегінде өткізгіш арқылы өтетін токқа пропорционал. Осы Холл кернеуін өлшеу және оны сигналды кондиционерлеу тізбектері арқылы өңдеу арқылы түрлендіргіш нақты өлшенген токқа сәйкес келетін стандартталған сигналды (мысалы, 4-20мА немесе 0-10В) шығарады.
Холл эффектілі ток түрлендіргіштері негізінен екі түрге бөлінеді: ашық контурлы (компенсацияланбаған) және жабық контурлы (компенсацияланған) түрлендіргіштер. Ашық контурлы түрлендіргіштердің құрылымы қарапайым, құны төмен және жылдам жауап беру уақыты бар. Олар Холл элементінен, магнит өрісін шоғырландыратын магниттік ядродан және сигналды кондиционерлеу электроникасынан тұрады. Дегенмен, олардың дәлдігі температураның ауытқуына және магниттік қанықтылыққа байланысты сәл төмен. Жабық контурлы түрлендіргіштер, керісінше, магниттік тепе-теңдікке қол жеткізе отырып, өлшенген токпен өндірілгенге қарама-қарсы магнит өрісін тудыратын өтемдік катушканы қамтиды. Бұл дизайн дәлдікті, сызықтықты және тұрақтылықты айтарлықтай жақсартып, оларды жоғары дәлдіктегі қолданбаларға қолайлы етеді.
Холл эффектілі ток түрлендіргіштерінің негізгі артықшылықтарына өлшенетін ток пен шығыс сигнал арасындағы гальваникалық оқшаулау жатады, ол электрлік кедергілерді болдырмайды және оператордың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Олар сондай-ақ миллиамперден мыңдаған амперге дейінгі өлшеу ауқымына ие және тұрақты және айнымалы токтарды, сондай-ақ өтпелі токтарды өлшей алады. Сонымен қатар, олар ықшам, жеңіл және аз қуат тұтынуы бар, бұл оларды әртүрлі электронды жүйелерге біріктіруді жеңілдетеді.
Бұл түрлендіргіштер көптеген салаларда кең таралған қолданбаларды табады. Автокөлік секторында олар аккумуляторды басқару жүйелері (BMS), моторды басқару және зарядтау жүйелері үшін электр көліктерінде (EV) және гибридті электр көліктерінде (HEVs) қолданылады. Өнеркәсіптік автоматтандыруда олар токты бақылау және басқару үшін қозғалтқыш жетектерінде, қуат инверторларында және қуат тарату жүйелерінде қолданылады. Олар сондай-ақ жаңартылатын энергия жүйелерінде (күн және жел энергиясы), медициналық жабдықтарда, аэроғарыштық және телекоммуникацияларда қолданылады, мұнда дәл және сенімді токты өлшеу жүйенің өнімділігі мен қауіпсіздігі үшін өте маңызды.
