一文解析零漂移霍爾效應(yīng)電流傳感器

德州儀器（TI）推出了新的零漂移霍爾效應(yīng)電流傳感器系列。TMCS1100和TMCS1101傳感器可在一段時(shí)間內(nèi)以及在工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)最小漂移和最大精度，同時(shí)通過8引腳SOIC封裝提供可靠的3 kVrms隔離，這對(duì)于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，太陽能逆變器等高壓AC或DC系統(tǒng)尤其重要。這些新設(shè)備的準(zhǔn)確性消除了對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)的需要，從而隨著時(shí)間的流逝減少了設(shè)備維護(hù)。

“高電壓應(yīng)用的隔離電流檢測(cè)拓?fù)渲饕腥N類型：基于隔離分流器的放大器拓?fù)?，閉環(huán)磁傳感器（霍爾或磁通門）和開環(huán)/封裝內(nèi)霍爾效應(yīng)電流傳感器。TMCS1100 / 1101屬于最后一類，開環(huán)封裝內(nèi)霍爾效應(yīng)電流傳感器，”德州儀器（TI）電流感測(cè)市場(chǎng)與應(yīng)用經(jīng)理趙棠表示。

電流傳感器技術(shù)

對(duì)工業(yè)系統(tǒng)中更高性能的持續(xù)需求正在將市場(chǎng)推向能夠提供更準(zhǔn)確的電流測(cè)量和可靠運(yùn)行的解決方案。TI在高精度模擬和隔離技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)使TMCS1100和TMCS1101得以構(gòu)建，從而為工程師提供了縮短上市時(shí)間的新系統(tǒng)。

諸如不間斷電源（UPS）或工業(yè)AC / DC轉(zhuǎn)換器之類的電源系統(tǒng)使用開關(guān)轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋪韮?yōu)化效率，同時(shí)轉(zhuǎn)換來自AC電網(wǎng)的能量。對(duì)于這些系統(tǒng)，診斷信息和轉(zhuǎn)換器控制回路（例如功率因數(shù)校正（PFC）電路）需要隔離電流測(cè)量（圖1和2）。

圖1：具有隔離式電流感應(yīng)的PFC轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋄來源：TI]

“對(duì)于高壓應(yīng)用，需要考慮一些設(shè)計(jì)參數(shù)。其中包括隔離等級(jí)，絕對(duì)精度（偏移，靈敏度，線性度），溫度和時(shí)間范圍內(nèi)的漂移，解決方案尺寸，電流范圍以及帶寬和響應(yīng)時(shí)間。TMCS1100 / 1101具有可靠的3kVrms隔離度以及在時(shí)間和溫度范圍內(nèi)的超高精度，使工程師能夠針對(duì)工業(yè)應(yīng)用中的高壓應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，太陽能逆變器和儲(chǔ)能設(shè)備。”

圖2：TMCS1100的典型應(yīng)用[來源：TI]

從歷史上看，隔離式電流檢測(cè)測(cè)量具有很高的性價(jià)比?；魻栃?yīng)電流傳感器提供了最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式，沒有任何外部組件，并且成本結(jié)構(gòu)得到了改善，但通常無法在整個(gè)溫度范圍內(nèi)提供低漂移測(cè)量。TI的新器件可改善這種溫度漂移，同時(shí)保留其他優(yōu)勢(shì)。

這些器件的總溫度靈敏度漂移最大為0.45％，最大滿量程失調(diào)漂移為<0.1％。此外，靈敏度漂移為0.5％可以大大減少與系統(tǒng)隨時(shí)間老化相關(guān)的性能下降。

“人們希望外形更小，但是體積大可能成為閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器的問題，” Zhao Tang說。他繼續(xù)說：“傳統(tǒng)上，精度和漂移是一個(gè)很大的缺點(diǎn)，并且在較小的占位面積（8引腳封裝內(nèi)霍爾）中，在某些情況下隔離額定值是不夠的。這些導(dǎo)致現(xiàn)有封裝內(nèi)霍爾效應(yīng)電流傳感器的使用受到限制。TMCS1100 / 1101具有同類最佳的精度（在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，最大值為1％），并且在相同的占位面積（600 V工作DC電壓，3kV電介質(zhì)或Vrms）中實(shí)現(xiàn)隔離，從而拓寬了此類產(chǎn)品的適用范圍。 ”

隔離和集成的霍爾效應(yīng)傳感器一直在高壓系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。高工作電壓，低靈敏度和失調(diào)漂移的組合對(duì)電機(jī)，過程控制，分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)換器的高壓系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重大影響。

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