¿Por qué los sensores de corriente de lazo abierto con efecto Hall suelen tener rangos de salida de 2,5V±0,625V y 2,5V±2V?

La razón de la prevalencia de la2,5V ±0,625Vy2,5V ±2VRangos de salida paraSensores de corriente de lazo abierto de efecto Hall
se basa en su principio de funcionamiento, tensión de alimentación y diseño optimizado para la interfaz con convertidores analógico-digital (ADC) posteriores.

Las razones técnicas detrás de estos rangos estándar de salida se explican en detalle a continuación.

1. Motivo del punto central de 2,5V (voltaje de salida estático)

2,5V es el voltaje estándar de salida paraSensores de corriente por efecto Hallen un estado de corriente cero (o estático), a menudo denominado
Tensión de salida en reposo.

Capacidad de medición bidireccional:

Fuente de alimentación unipolar:La más modernaSensores de corriente por efecto Hallestán diseñados para alimentarse con una fuente unipolar de 5V.

Configuración del punto central:Para medir corrientes bidireccionales (hacia adelante e inverso), la salida de corriente cero del sensor debe ajustarse a la mitad de la tensión de alimentación V_CC, es decir, 5V / 2 = 2,5V.

Mecanismo de Funcionamiento:La tensión de salida sube de 2,5V cuando la corriente fluye en dirección directa y baja de 2,5V cuando la corriente fluye en sentido contrario.
Este diseño garantiza que todo el rango de salida pueda representar corrientes positivas y negativas en un sistema de alimentación única sin necesidad de un voltaje negativo.

2. Razonamiento del rango de salida 2,5V ±0,625V

2,5V ±0,625V corresponde a un rango de salida de 1,875V a 3,125V (total de 1,25V).
La selección de este rango está estrechamente relacionada con la interfaz optimizada del ADC y la precisión del sistema.

Compatibilidad con sistemas de 3,3V y ADCs de 10 bits:

Interfaz ADC:Muchos microcontroladores (MCU) y DSP utilizan 3,3V para voltajes de E/S y voltaje de referencia del ADC (V_REF).

Optimización del rango dinámico del ADC:Los diseñadores de sensores evitan usar todo el rango de 0V–5V para evitar la saturación.
La señal está limitada a una precisión de 3,3V para una resolución óptima en un ADC de 3,3V.

Ventajas del tramo de 1,25V:Un rango de ±0,625 V ofrece márgenes de seguridad, previene el recorte y mantiene una alta linealidad en sistemas de 3,3 V.

Resolución del ADC:Este tramo puede adaptarse a resoluciones ADC (por ejemplo, 10 o 12 bits) para minimizar el error de cuantización a la corriente nominal.

3. Razones del rango de salida de 2,5V ±2V

2,5V ±2V corresponde a 0,5V–4,5V (tramo total 4V). Este rango maximiza el rango dinámico de la señal y mejora la inmunidad al ruido.

Maximizando el rango dinámico y la inmunidad al ruido:

Cerca de Rail-to-Rail:El rango de 0,5V–4,5V cubre casi todo el rango utilizable con una fuente de 5V.

Mayor sensibilidad:Con un swing de 4V, la sensibilidad (mV/A) y la relación señal-ruido (SNR) mejoran, mejorando la precisión de las mediciones.

Margen de retención:Un margen de 0,5V en ambos extremos evita una saturación no lineal cerca de 0V y 5V en condiciones extremas.

Resumen y comparación

Estos dos rangos de salida representan diferentes compensaciones de diseño entrePrecisión/compatibilidady
Rango dinámico/inmunidad al ruidopara sensores de corriente de efecto Hall.