表面貼裝電流傳感器集成電路的直流電流能力測(cè)試分析

本應(yīng)用筆記討論了表面貼裝電流傳感器集成電路的直流和瞬態(tài)電流能力以及保險(xiǎn)絲特性。它涵蓋了執(zhí)行的測(cè)試和結(jié)果的局限性，以及包括大電流脈沖行為，直流電流能力的測(cè)試結(jié)果。

介紹

Allegro MicroSystems，LLC提供集成導(dǎo)體的電流傳感器IC解決方案的廣泛產(chǎn)品系列。這些產(chǎn)品可用于多種應(yīng)用中的電流測(cè)量，包括電機(jī)控制，逆變器，負(fù)載檢測(cè)和管理以及過流故障檢測(cè)。對(duì)于正常工作電流高達(dá)50 A的應(yīng)用，Allegro提供多種標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝封裝的電流傳感器IC，例如SOIC-8，SOICW-16，QSOP-24和QFN1。由于它們集成了導(dǎo)體，因此這些傳感器IC與其測(cè)量的電流串聯(lián)放置。集成導(dǎo)體的電阻特別低（取決于封裝，為1.2mΩ或更?。虼嗽谡９ぷ鳁l件下它們產(chǎn)生的熱量很少。但是，就像當(dāng)前路徑中的所有組件一樣，

傳感器IC比較

測(cè)試執(zhí)行和結(jié)果限制

這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是Allegro提供的基于SOIC-8，SOICW-16和QFN的電流傳感器IC。重要的是要注意，即使它們使用相同的通用SOIC-8或SOICW-16封裝，但這些封裝的內(nèi)部構(gòu)造可能因產(chǎn)品而異。

除非另有說明，否則此處提供的所有數(shù)據(jù)都是在室溫下收集的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已焊接到Allegro2開發(fā)的特定于產(chǎn)品的演示板上。散熱特性，特別是在中等電流（<150 A）下的散熱特性，將取決于用于電流傳感器IC附近的大電流走線的PCB布局而變化。其他因素，例如PCBA是否用保形涂層封裝（即，如果“灌封”）以及PCBA放置的外殼，可能會(huì)影響系統(tǒng)的熱特性。這項(xiàng)研究的目的是比較和對(duì)比上面列出的各種產(chǎn)品系列的相對(duì)性能，并對(duì)每個(gè)包裝能夠承受的電流水平和持續(xù)時(shí)間給出一個(gè)總體思路。

測(cè)試結(jié)果

高電流脈沖行為（保險(xiǎn)絲特性）

當(dāng)Allegro的集成導(dǎo)體電流傳感器IC暴露于高電流下時(shí)，會(huì)發(fā)生兩種不同的故障模式。根據(jù)流過導(dǎo)體的電流的大小和持續(xù)時(shí)間，可能會(huì)出現(xiàn)以下兩種或兩種以下故障模式：

1.裸片可能會(huì)因受熱而損壞，如果裸片承受的溫度超過165°C，則可能會(huì)發(fā)生這種情況。

2.初級(jí)導(dǎo)體將充當(dāng)保險(xiǎn)絲并斷開。

圖2顯示了LC1封裝（ACS712 / 3/4/5和ACS724 / 5器件）的這些故障模式的時(shí)間與電流的關(guān)系曲線。藍(lán)色曲線表示直到導(dǎo)體熔斷的時(shí)間，黑色曲線表示直到芯片達(dá)到165°C的時(shí)間。在中等電流（<150 A）下，這些傳感器IC會(huì)在熔斷之前過熱，這意味著在這些電流水平下，PCB布局和應(yīng)用組裝會(huì)對(duì)故障時(shí)間產(chǎn)生重大影響，因?yàn)樗鼈冇兄诨蜃璧K電流流動(dòng)。熱量從傳感器IC散發(fā)出去。對(duì)于更高的瞬態(tài)電流（> 150 A），傳感器IC傾向于在芯片裸片過熱之前熔斷。這些事件的熔斷時(shí)間主要取決于集成導(dǎo)體的尺寸和形狀，并且因應(yīng)用而異。最終，

LC1（SOIC-8）封裝類型的保險(xiǎn)絲和過熱時(shí)間與電流的關(guān)系

除了故障點(diǎn)，傳感器IC熔斷時(shí)的故障行為也很重要。通常，當(dāng)集成導(dǎo)體熔斷時(shí)，導(dǎo)體的最薄部分會(huì)分解，并且包裝可能會(huì)破裂。在執(zhí)行的所有測(cè)試中，當(dāng)設(shè)備在過熱之前熔化時(shí)，該故障不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的一次和二次之間發(fā)生任何短路。但是，如果包裝已損壞，則設(shè)備的隔離等級(jí)將受到影響。

編輯：hfy