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凭借微型传感器完成电流精准丈量

电流传感器已广泛应用于各类应用中,从太阳能逆变器和电力驱动设备、服务器和电信应用、电源和家用电器直至电动车和混合动力车都能看到电流

电流传感器已广泛运用于各类运用中,从太阳能逆变器和电力驱动设备、服务器和电信运用、电源和家用电器直至电动车和混合动力车都能看到电流传感器的踪迹。因为对能效、更高的能量转化功率、电动交通和智能电网的要求日益增长,对电流传感器的需求也随之添加。在所有此类运用领域中,传感器除了要到达高精度和在产品整个生命周期内保证牢靠运转的要求之外,还需到达尺度小、功耗低、灵活性高及性价比高的要求。全新TLI4970霍尔电流传感器具有立异特性,可满意上述要求。
在不同的丈量运用中,除了需求在特定的时间检测电流以外,还对丈量精度(肯定精度以及整个生命周期内的精度)、外部搅扰按捺、防修正、量程、功耗、带宽、尺度及本钱等有不同的要求,因而存在丈量电流的不同办法。
根据磁场的传感器可分为开环装备型和闭环装备型两种。关于开环传感器,初级电流在环形铁芯中发生磁场,该磁场进而由霍尔传感器转化为丈量电压。一起,初级电流发生的磁通量会集在磁路内。关于闭环传感器,初级电流发生的磁通量在次级绕组的协助下到达平衡,在这一过程中运用了具有相关电子器材的霍尔传感器。因为存在铁芯损耗、饱满与迟滞现象以及长时间漂移,以上两种办法均有局限性。与传统带磁芯的开环和闭环体系比较,TLI4970明显提升了丈量精度(图1)。其精度最大为1%(0h),在产品整个生命周期内为1.6%。


图1:TLI4970在整个温度规模和生命周期内都具有极高的精度—最高为1.0%(0h),在整个生命周期内最高1.6%。

高精度微型电流传感器TLI4970
TLI4970是英飞凌科技公司(Infineon)推出的高精度电流传感器,选用经验证牢靠的霍尔效应技能,在初级侧(导电轨)与次级侧(微控制器接口)之间进行电流阻隔。无磁通量会集器的“无铁芯”规划(如在开环装备中)可让封装尺度明显缩小且不存在任何迟滞现象。传感器选用体积极小的SMD封装,所需面积仅为相似芯片的1/4(图2)。此外,差分丈量办法对杂散场存在超卓的按捺作用。彻底数字化传感器运用方便,无需外部校准或额定器材(比方模数转化器、运算放大器或参阅电压)。这样可相应简化体系规划,一起减小PCB面积并降低本钱。


图2:选用行业界最小封装的TLI4970节省在PCB中所占的空间。

TLI4970传感器选用了差分丈量办法,可按捺外部磁场带来的搅扰。因而,传感器能够到达仅为25mA的极低的偏移。关于传统的电流丈量办法,丈量精度一直受环境条件(例如温度)的约束,此外,还存在很多不确定性漂移和老化现象。这些要素会对电流丈量精度发生晦气影响,因而体系规划需求相应采纳预防措施。TLI4970集成了独自的温度和机械应力丈量结构,因而不会遭到这些晦气要素的搅扰。运转期间经过别离丈量这两个变量,即可一直保证有用补偿—这是长时间丈量稳定性的根底,因而可保证逆变器和电机的高效、牢靠性和高本钱效益。
选用TLI4970可在太阳能逆变器、有功率因数校对(PFC)的电源、充电设备和电力驱动设备等运用中丈量高达±50A的沟通和直流电流。非触摸式丈量办法不会发生任何额定功耗,使其成为省电规划的抱负挑选(Rp<0.6mΩ)。因为该产品集成了杂散场按捺功用,传感器在有外部磁场的情况下仍可坚持高度的鲁棒性。
TLI4970除了可精确地丈量电流外,还能在功率级供给有用维护。外部短路会导致严峻过流。为保证延迟时间尽量短,TLI4970供给独自的信号通道进行防护。传感器仅需1.8μs即可检测到相关毛病情况。要对过流阈值进行微调以到达运用要求,体系开发人员能够在传感器中设定电流值和后续滤波功用。
因为TLI4970的电流通路集成于SMT封装中,因而在装运前能够对其进行校准。这样客户底子无需在拼装后再进行杂乱的校准。
TLI4970是一款第一批经过16位SPI接口(13位电流值)供给丈量成果的电流传感器。TLI4970集成了差分放大器、滤波器和信号处理功用,支撑运用高达600V作业电压和3.6kV测验电压进行电流阻隔丈量。

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