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车规级超高精度电流传感器 什么是电流传感器?它有什么作用?

2023/5/16 11:44:10 点击:
优势特征
  应用HALL感应原理的开环型电流传感器
  单电源5V供电
  模拟信号输出
  原边测量电流范围可从±200A-±900A
  传感器工作温度范围:-40 °C to +125°C
  输出电压:
-TR:零电流偏置VQVO=VCC/2(随供电电源VCC等比例输出),增益Gain固定不随VCC变化
-TF:零电流偏置VQVO=2.5V,增益Gain固定不随VCC变化
  良好的精度、线性度以及温漂
产品应用
  EV/HEV电机控制器
  变频器、逆变器控制
  功率电源和DC-DC变换器控制
工作原理
开环电流传感器利用安培定律(一根通电直导线周边产生的磁场与导线中的电流成比例),利用 hall 器件的特性,通过检测原边电流产生的磁场强度 B 的大小,从而检测出导线中的电流大小。在磁滞的线性区间内,B 与 I 的比例关
系为:
B(IP)= K * IP  (K 为常数)
Hall 电压可以表示为:
VH=(RH/d) * I * K * IP
除了 IP 是变化量,其余都是常量,由此:
VH=K1 * IP(K1 为常数)

特定的Hall芯片通过放大VH从而得到电压来推算出原边电流

推荐电路

性能参数定义
  静态输出电压(QVO):在无明显磁场B = 0 G状态下的传感器输出电压VQVO
-TR: VQVO与电源电压VCC具有恒定的比率; 𝑾
 𝑾 
𝑾   ⁄
-TF: VQVO在一定范围内不随电源电压VCC变化而变化,例如5V产品,VQVO=2.5V
  灵敏度Sens(Sensitivity): Sens是参考输出直线(-TR模式:𝑾
 𝑽𝑼
𝑾   ⁄ +   × 𝑰
𝑷
𝑰
𝑷_𝑴𝑨𝑿

-TF模式下:𝑾
 𝑽𝑼
. 𝟓 +   × 𝑰
𝑷
𝑰
𝑷_𝑴𝑨𝑿
⁄ )的斜率,指随着电流的变化,输出的变化,其与电流的
关系是:𝐒𝐞𝐧𝐬     𝑰
𝑷_𝑴𝑨𝑿
⁄ ,
  零点温漂(Offset with Temperature):由于内部部件的公差,所受应力以及散热因素,零点在
工作环境温度下可能会发生偏移。
  灵敏度温漂(Sensitivity with temperature):由于内部的温度补偿系数的影响,灵敏度在整
个工作温度下会比在常温下的预期值发生变化。
  零点电失调电压(Electrical Offset Voltage):由于HALL元件以及内部的运算放大器本身的放
大倍数的噪音引起的误差,称之为失调电压
  零点磁失调电压(Magnetic Offset):在原边电流由最大值IP—>0时,由于传感器的磁芯材料的磁
滞现象引起,在输出端产生的误差称之为零点磁失调电压
  零点失调电压(offset voltage):零点失调电压是原边电流为零时的输出电压,理想值为
𝑾
 𝑾 
𝑾   ⁄ (或者为2.5V)。因此,VQVO与理想值的差异称为总零点失调电压误差。此偏移误差可
归因于零点电失调电压(由于ASIC内部QVO调整的分辨率)、磁偏移、温度漂移和温度引起的磁滞。
  响应时间 (Response Time):传感器的响应时间指的是当所施加电流达到最终的90%与传感器输
出到所施加电流的对应值之间的时间间隔
  上升时间 (rise time):传感器的上升时间指的是传感器输出10%与达到最终的90%时的时间间隔
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