無芯霍爾效應(yīng)電流傳感器集成電路(IC)和共模場抑制

本應(yīng)用筆記介紹了無芯霍爾效應(yīng)電流傳感器集成電路（IC）和共模場抑制。該文檔涵蓋了差動電流檢測中的限制因素，均勻外部場的共模抑制，附近載流導(dǎo)體的場的共模抑制以及實驗數(shù)據(jù)。

Allegro電流傳感器IC使用霍爾效應(yīng)來測量由集成的載流環(huán)路產(chǎn)生的磁場，并將磁場轉(zhuǎn)換為與電流成比例的電壓。該技術(shù)具有許多優(yōu)點，包括電流隔離，低功耗和在整個溫度范圍內(nèi)具有較高的精度。該技術(shù)還具有幾乎為零的磁滯，因為沒有用于集中磁場的磁芯。然而，不使用芯的缺點是傳感器IC容易受到雜散磁場的影響。使用磁芯時，雜散磁場會在傳感器IC周圍分流，因為磁芯在傳感器IC周圍提供了低磁阻路徑。如果沒有磁芯，霍爾板會看到例如帶有大電流的走線或螺線管產(chǎn)生的雜散場，并可能導(dǎo)致電流測量誤差。正確的電路板和系統(tǒng)設(shè)計可以避免電流測量中的這些誤差源；但是，優(yōu)化的走線布局會不利地限制PCB和系統(tǒng)設(shè)計。解決此問題的方法是集成差分電流檢測。

ACS724集成電流傳感器IC

具有差分霍爾板配置的集成電流傳感器IC引線框

差分電流感測理論

差分電流感測的基本原理是，在載流導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生的電場極性相反。這意味著當使用如圖2所示的載流引線框架時，霍爾板1（H1）將看到頁面外的一個字段，霍爾板2（H2）將在頁面中看到該電流的一個字段如圖所示。當電流傳感器IC上存在一個公共場時，兩個霍爾板將看到相同的場。通過減去兩個霍爾板的輸出，一個人就可以拒絕這些外部產(chǎn)生的場。差分電流傳感器IC的輸出為：

此處，B1是H1看到的場，B2是H2看到的場，G是傳感器IC的增益，單位為mV / Gauss。如果有電流流過引線框（I）和傳感器IC（BC）上的共模場，則差分傳感器IC的輸出將為：

共模場（BC）被抵消，輸出信號僅與流經(jīng)傳感器IC的電流成比例。此外，由于霍爾板僅測量一維場，因此傳感器IC將忽略任何其他平面中的外部場。

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