基于霍爾效應(yīng)的高精度線性電流傳感器IC簡析

ACS758是一款帶 100 μΩ 電流導(dǎo)體的熱增強(qiáng)、全集成、基于霍爾效應(yīng)的高精度線性電流傳感器 IC

ACS758 電流傳感器 IC 系列可為交流或直流電流感測提供經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且精確的解決方案。

典型應(yīng)用包括電動機(jī)應(yīng)用、負(fù)載檢測及管理、電源和直流-直流轉(zhuǎn)換器控制、換流器控制和過流保護(hù)。

該設(shè)備由一個(gè)低偏移的精密線性霍爾電路組成，其銅制的電流路徑靠近晶片的表面。流過該電流路徑的電流會產(chǎn)生一個(gè)磁場，該磁場可由霍爾 IC 轉(zhuǎn)換成同比例的電壓輸出。

通過將磁性信號靠近霍爾傳感器，實(shí)現(xiàn)器件精度優(yōu)化。

精確的、成比例輸出電壓由穩(wěn)定斬波型低偏置 BiCMOS 霍爾 IC 提供，該 IC 出廠時(shí)已進(jìn)行精確度編程。 ?

目前，ACS758產(chǎn)品系列缺貨嚴(yán)重，國產(chǎn)廠家推出可以完全替代的產(chǎn)品CH704系列。

CH704 是專為大電流檢測應(yīng)用開發(fā)的隔離集成式電流傳感芯片。

CH704 內(nèi)置 0.1 mΩ 的初級導(dǎo)體電阻，有效降低芯片發(fā)熱支持大電流檢測：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。

其內(nèi)部集成獨(dú)特的溫度補(bǔ)償電路以實(shí)現(xiàn)芯片在 -40 到150度全溫范圍內(nèi)良好的一致性。

出廠前芯片已做好靈敏度和靜態(tài)（零電流）輸出電壓的校準(zhǔn)，在全溫度范圍內(nèi)提供 ±2% 的典型準(zhǔn)確性。

CH704主要參數(shù)

?介質(zhì)強(qiáng)度測試電壓：4800Vac

?基礎(chǔ)隔離工作電壓：1187Vdc / 840Vac；加強(qiáng)絕緣工作電壓：672Vdc / 475Vac

?AEC-Q100 車規(guī)級芯片認(rèn)證 (CH704A)

?輸出電壓與電流成正比：+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A

?可測量200Adc（85°C環(huán)境溫度）；可測量高達(dá)400A的浪涌電流

?5V供電；帶寬180kHz；響應(yīng)時(shí)間 < 2μs

?內(nèi)部集成磁環(huán)有效抗雜散磁場干擾，剩磁 < 1mV

?工作溫度范圍：-40°C 到150°C

應(yīng)用場景

?汽車電子：OBC，DC-DC，EPS電機(jī)等

?工業(yè)控制：不間斷電源（UPS）、焊機(jī)/移動通信設(shè)備等電源供電

?大功率電機(jī)：平衡車/獨(dú)輪車控制器、熱泵/制冰機(jī)等

?能源：如過程控制、蓄電池檢測、能量測量等

?應(yīng)用舉例 – 汽車OBC， DCDC

汽車OBC和DCDC系統(tǒng)上的電流檢測需求與具體的OBC架構(gòu)及車型相關(guān)。1個(gè)典型的OBC（如圖6所示）由多個(gè)級聯(lián)級組成，包括功率因數(shù)校正PFC、DC-DC轉(zhuǎn)換器、次級整流、輔助電源、控制及驅(qū)動電路。PFC輸入端（AC）和OBC輸出端（DC）都需要電流傳感器芯片。

目前流行的OBC功率等級是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW；根據(jù)不同設(shè)計(jì)，可由單相或三相電源供電。

以6.6kW單相220V/30A交流電源為例，考慮2.5-3倍的過流閾值，可采用CH704的+/-100A規(guī)格做PFC輸入端的檢測；在OBC輸出端，考慮高壓直流總線上百伏至800V之間，DC電流不大，可采用CH704的+/-50A規(guī)格實(shí)現(xiàn)。

圖1：CH704在汽車OBC,DC-DC中的應(yīng)用

應(yīng)用舉例 – 不間斷電源UPS

在UPS系統(tǒng)中，供給負(fù)載的所有電力都會經(jīng)過整流/充電器和逆變器的雙重轉(zhuǎn)換（即AC-DC-AC）。

整流器對電池進(jìn)行浮充電以保持電池處于滿充狀態(tài)。而當(dāng)超限或市電停電時(shí)，UPS開啟電池放電工作，逆變器和電池不間斷地投入為負(fù)載供電。

當(dāng)UPS內(nèi)部故障或負(fù)載電流瞬變抑或人為停止逆變器時(shí)，負(fù)載可無間斷地切換到旁路交流輸入（啟動旁路運(yùn)行）。

霍爾電流傳感器用于控制浮充電源，保證電池正常工作。CH704的響應(yīng)速度快（<2us）和高帶寬（180kHz），在此類應(yīng)用中優(yōu)勢明顯。

圖2：CH704在UPS?不間斷電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

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審核編輯：劉清