Pourquoi les capteurs de courant à effet Hall en boucle ouverte ont-ils généralement des plages de sortie de 2,5V±0,625V et 2,5V±2V ?

La raison de la prévalence de la2,5V ±0,625Vet2,5V ±2VPlages de sortie pourCapteurs de courant à circuit ouvert à effet Hall
est basé sur leur principe de fonctionnement, leur tension d’alimentation et leur conception optimisée pour l’interface avec les convertisseurs analogiques-numériques (ADC) ultérieurs.

Les raisons techniques derrière ces plages de sortie standard sont expliquées en détail ci-dessous.

1. Raison du point central de 2,5V (tension de sortie statique)

2,5 V est la tension de sortie standard pourCapteurs de courant à effet Halldans un état de courant nul (ou statique), souvent appelé
Tension de sortie en repos.

Capacité de mesure bidirectionnelle :

Alimentation unipolaire :Les plus modernesCapteurs de courant à effet Hallsont conçus pour être alimentés par une alimentation unipolaire 5V.

Réglage du point central :Pour mesurer les courants bidirectionnels (avant et arrière), la sortie zéro courant du capteur doit être réglée à la moitié de la tension d’alimentation V_CC, c’est-à-dire 5V / 2 = 2,5V.

Mécanisme de fonctionnement :La tension de sortie augmente de 2,5 V lorsque le courant circule dans la direction directe et diminue de 2,5 V lorsque le courant circule dans la direction inverse.
Cette conception garantit que toute la plage de sortie peut représenter des courants positifs et négatifs dans un système à alimentation unique sans avoir besoin de tension négative.

2. Raisonnement de la plage de sortie 2,5V ±0,625V

2,5V ±0,625V correspond à une plage de sortie de 1,875V à 3,125V (total 1,25V).
Le choix de cette plage est étroitement lié à l’interface optimisée de l’ADC et à la précision du système.

Compatibilité avec les systèmes 3,3V et les ADC 10 bits :

Interface ADC :De nombreux microcontrôleurs (MCU) et DSP utilisent 3,3V pour les tensions d’E/S et de référence ADC (V_REF).

Optimisation de la plage dynamique de l’ADC :Les concepteurs de capteurs évitent d’utiliser toute la plage 0V–5V pour éviter la saturation.
Le signal est limité à une limite de 3,3V pour une résolution optimale sur un ADC 3,3V.

Avantages de la portée 1,25V :Une plage de ±0,625 V offre des marges de sécurité, empêche le clipping et maintient une linéarité élevée dans les systèmes 3,3 V.

Résolution ADC :Cette portée peut être adaptée aux résolutions ADC (par exemple, 10 ou 12 bits) afin de minimiser l’erreur de quantification au courant nominal.

3. Raisons de la plage de sortie 2,5V ±2V

2,5V ±2V correspond à 0,5V–4,5V (portée totale 4V). Cette plage maximise la dynamique du signal et améliore l’immunité au bruit.

Maximiser la plage dynamique et l’immunité au bruit :

Près du Rail-to-Rail :La plage 0,5V–4,5V couvre presque toute la plage utilisable sur une alimentation 5V.

Sensibilité plus élevée :Avec un swing de 4V, la sensibilité (mV/A) et le rapport signal/bruit (SNR) sont améliorés, améliorant la précision des mesures.

Marge de rétention :Une marge de tête de 0,5V aux deux extrémités évite une saturation non linéaire proche de 0V et 5V dans des conditions extrêmes.

Résumé et comparaison

Ces deux plages de sortie représentent des compromis de conception différents entrePrécision/Compatibilitéet
Plage dynamique/immunité au bruitpour les capteurs de courant à effet Hall.