電流感測在集成電流傳感器相關(guān)原因
電流感測在各種電子設(shè)備中至關(guān)重要,包括電源、電池管理系統(tǒng)、電機驅(qū)動器和可再生能源網(wǎng)絡(luò)。準確可靠的電流感測對于這些設(shè)備的保護和高效運行至關(guān)重要。
然而,隨著設(shè)備功率密度的增加,電流測量面臨著挑戰(zhàn),目標始終是用更少的資源做更多的事情,包括化電路板占地面積。在這種空間有限和高功率密度的環(huán)境中,集成電流傳感器(ICS) 發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
ICS 是基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器,非常適合各種汽車、工業(yè)或住宅應(yīng)用,它將電流導(dǎo)體、傳感元件、信號處理芯片以及一些專用功能(例如故障檢測和隔離)集成在單個封裝中。
霍爾效應(yīng)傳感是實現(xiàn)電流感應(yīng)磁場非接觸式測量的一種方法?;魻栐菍⒋艌鲎兓D(zhuǎn)換為其電阻變化的傳感元件。當恒定電流通過霍爾單元時,電壓輸出與磁場成比例變化。
四個主要優(yōu)點說明了為什么集成電流傳感器可能是一項合理的投資。
無芯設(shè)計
傳統(tǒng)的霍爾效應(yīng)電流傳感器在電流導(dǎo)體和傳感元件周圍使用鐵氧體磁芯來集中磁場。該磁芯還可以保護不需要的外部磁場和噪聲。差分測量使得可以使用兩個傳感元件(霍爾單元)去除鐵氧體磁芯,這兩個傳感元件都接收待測量的磁場——一個具有正因子,另一個具有負因子。兩個磁場之間的差異可以消除任何額外的不需要的磁場。
集成電流傳感器使用差分測量來避免使用鐵氧體磁芯。去除內(nèi)核可為嵌入式應(yīng)用帶來多種優(yōu)勢。例如,器件成本降低,傳感側(cè)功率密度機械增加,測量不受磁滯影響(當施加外部磁場時)到鐵磁體并且原子偶極子與其對齊)。,頻率和帶寬不受磁芯磁性元件固有飽和度的限制。
嵌入式隔離
一些系統(tǒng)需要特定的隔離來保護終用戶,這意味著用戶界面必須與高壓 (HV) 網(wǎng)絡(luò)物理隔離,并且不能共享相同的電壓參考電平。ICS 集成了設(shè)備內(nèi)部(電流隔離)和外部(爬電距離和間隙距離)的隔離功能,這意味著高壓電流流動的初級導(dǎo)體與具有專用集成電路的次級電路之間沒有物理連接( ASIC)芯片和輔助引腳。這兩側(cè)僅通過流動電流產(chǎn)生的磁場進行通信。
ICS 中的 ASIC 采用 CMOS 半導(dǎo)體制造工藝生產(chǎn),無需添加硬件即可將特定功能集成到組件中。例如,感測、放大和處理比例電壓信號所需的所有模擬和數(shù)字元件均采用半導(dǎo)體材料制造在單個芯片上,這也確保了低功耗和功耗。
過流檢測(OCD)也是一個重要因素。通過內(nèi)部 OCD,當電流超過閾值時,它會在內(nèi)部觸發(fā)發(fā)送到專用故障引腳的信號輸出。這使得應(yīng)用程序的微控制器能夠以的延遲接收警報信息。否則,必須根據(jù)傳感器發(fā)送的當前電平在內(nèi)部完成該操作,這將花費更長的時間。