

新闻资讯
知识专栏之前在做项目测试的时候,我遇到一个挺常见但又挺头疼的问题:电流传感器输出的信号总是带着一堆毛刺,尤其在电机、电源系统或者开关电源这类应用中,干扰特别明显。明明电流是稳定的,示波器上却像跳舞一样。我当时第一反应就是——这信号得滤波!
说真的,如果你也在用电流传感器,比如霍尔型、分流型、电磁感应式这些,不加滤波处理的话,测出来的数据往往不够准确,甚至会影响后端电路的判断。下面我就结合自己的经验,聊聊电流传感器输出滤波的原理和做法,希望对你有点帮助。

什么是电流传感器输出滤波?
简单来说,电流传感器的输出信号中,会夹杂一些高频噪声或者瞬时脉冲干扰。这些噪声可能来自于电路本身的开关动作、电磁干扰或者传感器内部的一些非理想特性。滤波的目的就是要把这些“杂音”过滤掉,只保留我们想要的“真实电流值”。
常见的滤波方法有哪些?
1. 硬件滤波(模拟滤波)
我自己最常用的就是RC低通滤波器。一个电阻串在输出线上,再接一个电容对地,这个小小的电路,就能有效滤掉高频噪声。原理也很简单:电容对高频信号是导通的,对低频信号是阻断的,因此高频噪声就被“引到地”了。
举个例子:我曾经在LEM的霍尔电流传感器后端接了一个1kΩ的电阻和一个100nF的电容,结果输出信号马上变得平滑了不少。
当然,也可以根据实际情况调整RC的取值。时间常数τ=RC,你要滤的越平稳,电容就越大,但也要考虑响应速度的问题,别滤得太慢了,动态性能就会受影响。
2. 软件滤波
如果你用的是带ADC的微控制器读取传感器信号,那我建议你在程序里再加一层数字滤波。像我就经常用滑动平均、加权平均这些简单好用的算法。
比如说,我在STM32里写了一个简单的移动平均函数,把连续10个采样值求平均输出,结果也很不错,能把偶发性的干扰信号有效抑制。
滤波的作用到底有多大?
在实际应用中,加了滤波之后,电流测量系统的稳定性明显提升了,不光是测量值更接近真实值,后续控制系统(比如PWM控制、过流保护)也变得更可靠。我之前做一个充电桩项目,加了滤波之后,过流保护触发误报的次数一下少了90%以上。
小贴士:滤波器怎么选?
如果你的系统对响应速度要求高,比如需要检测快速电流变化(比如脉冲负载),不要把滤波器做得太“重”。
如果你更看重测量的稳定性,比如做能耗监测这类应用,那可以适当把滤波器“放缓”,提升数据平滑度。
有时候,模拟滤波+数字滤波结合使用,效果会更佳!
写在最后
电流传感器滤波这件事,说难也不难,说简单也不能太随便。根据我的经验,前期做对了滤波,后面调试系统会轻松很多,误判也少。我建议大家别忽视这个“小细节”,因为它往往影响的是“大结果”。
如果你也在用LEM、Allegro、Honeywell等品牌的电流传感器,不妨试试加一组合适的滤波电路,配上简单的软件算法,测量精度和系统稳定性真的会提升不少!