霍爾電流傳感器的動靜態參數如何測試？

霍爾電流傳感器廣泛應用于航空航天、電源監測、飛行器狀態監測、變速驅動設備、焊接設備供電電源、新能源汽車蓄電池管理系統等領域，在電流檢測領域中有著重要地位和實用價值，在電驅系統中被稱為新能源汽車的動力“心臟”。因此，霍爾電流傳感器的可靠性決定著電驅系統的技術水平。

圖1:電流傳感器在新能源汽車中的應用

隨著科技的發展和進步，以及半導體技術和制備工藝的升級迭代，大功率半導體元件的發展極為迅速，廣泛應用于電流監測、變頻控制測試、交直流電源、電源逆變器和電子開關等領域。對于霍爾電流傳感器而言，未來將往更大的電流檢測范圍、更快的響應速度、更好的抗干擾能力、更寬的工作溫度范圍、更低的功耗方向發展。

霍爾電流傳感器測試參數簡介

在霍爾電流傳感器的研發、使用過程中,需要對器件進行可靠性測試，主要包含零點、線性度、誤差等靜態測試項，帶寬、響應時間、噪聲等動態測試項，以及溫度漂移測試等，這些參數的測試對于判斷霍爾電流傳感器的性能是否穩定可靠、分析其工作機制、驗證其工作性能以及指導器件選型使用具有重要的意義。

圖2:霍爾電流傳感器測試系統圖

下面，我們就霍爾電流傳感器響應時間測試展開具體講解

何為響應時間？

響應時間是指傳感器輸出信號的上升時間和實際信號的上升時間會有一個延遲，這個延遲就叫響應時間，也就是輸出信號(副邊電流IS)與輸入信號(原邊電流IP)的時間差。

圖3:響應時間測試曲線

一個典型的測試案例如下：

在標準供電以及環境溫度條件下，測試電流傳感器在額定原邊電流值時的輸出響應時間。對于閉環霍爾電流傳感器，響應時間一般為μs級別。因此，這就要求用于測試的原邊電流輸出源，能夠具有快速電流輸出能力。

使用普賽斯1臺HCPL100高電流脈沖電源以及2臺S300高精度數字源表進行實測，整個測試過程使用非常簡單，根據霍爾電流傳感器的電流/電壓輸出的不同，按如下測試連接線路將器件與源表進行連接，在極短的時間內即可完成霍爾電流傳感器的響應時間測試。

圖4:電流輸出型霍爾電流傳感器測試連接線路圖

圖5:電壓輸出型霍爾電流傳感器測試連接線路圖

此外,搭建電路時一定要將用于測試原邊電流信號與電流傳感器輸出信號的探頭均接入示波器，保證同步采集信號。

圖6:響應時間實測曲線

普賽斯HCPL100型高電流脈沖電源

HCPL100高電流脈沖電源是武漢普賽斯打造的大電流、高精度、寬測量范圍的專用測試脈沖電源，具有輸出電流大(1000A)、脈沖邊沿陡(15μS)、支持輸出極性切換等特點。

圖7:HCPL100高電流脈沖電源及典型參數

圖8:1000A電流響應時間(13.35μs)

除此以外，普賽斯可提供晶準測量各種電流傳感器(霍爾電流傳感器、羅氏線圈、皮爾森線圈等)的靜態與動態參數測試方案。

測試參數包括:直流參數如溫度漂移、零點誤差、線性度等,和交流參數如響應時間、帶寬、噪聲頻譜等。針對不同的封裝形式，設計了不同的固定夾具，可滿足常規封裝的測試，如QFN、SOIC、SOICW、PFF、PSF及穿芯式。

圖9:直流測試穿心式夾具

圖10:直流測試插腳式夾具

圖11:直流測試貼片式夾具