随着信息技术的不断发展,传感器技术(现代信息技术三大支柱之一)中广泛应用的霍尔电流传感器已经成为了信息采集的首要部件之一。与此同时霍尔电流传感器不断的向着大量程、高灵敏度、低成本的方向发展。本文以霍尔电流传感器三个部分：霍尔器件、电子处理电路、磁系统为研究对象,分析了传感器的基本工作原理,分别设计研究了开环霍尔电流传感器与闭环霍尔电流传感器。现今霍尔传感器成本比较高,这其中磁系统是其重要组成部分,体积与重量也占了较大的比例,作为信号转换的第一个环节,其设计的合理性直接影响了整个传感器的性能。因此本课题在设计研究霍尔电流传感器上述三部分的同时主要对其磁系统进行深入详细的研究设计,以期通过磁系统的设计优化扩大霍尔电流传感器的量程与灵敏度。在磁系统设计优化中,首先详细研究了磁芯材料的特性,根据开环霍尔电流传感器以及闭环霍尔电流传感器不同的工作特性,对磁芯材料特性的要求不同选用了不同的磁芯材料。之后在磁路分析基础上详细分析了两种霍尔电流传感器的等效磁路。进而利用Maxwell ansoft仿真软件对磁系统的几何形状进行优化设计。分析了在磁场中不同长宽比下磁芯的聚磁放大作用,以及尖端形状磁芯的聚磁放大作用。接着在公式推导的基础上通过仿真详细研究了气隙对霍尔传感器磁系统的影响,其中研究了气隙长度与气隙横截面对霍尔磁系统量程与灵敏度的影响,及其在闭环霍尔传感器中对绕组损耗的影响。在闭环霍尔电流传感器中,研究分析了绕组位置分布以及原边带电导体与传感器的相对位置对其磁系统饱和特性的影响。同时通过仿真验证了原理的正确性,制成了开环霍尔电流传感器以及闭环霍尔电流传感器,并进行了实验验证。在上述优化设计后的霍尔电流传感器中,本文又利用分布气隙的方案结合上述优化设计的几何形状,提出了四种适用于霍尔电流传感器的磁芯形状。这四种系统各有优缺点,分别适用于不同的场合,同时也可以拓展应用于双霍尔片磁芯系统的霍尔传感器中,并通过仿真进行了验证。