使用隔離式大功率分流模塊提高測量效率

這是令人愉快的更新，因?yàn)閬碜?Riedon 的新分流電流傳感器解決方案即將重新定義當(dāng)前的 T&M 系統(tǒng)場景。這些新模塊結(jié)合了傳統(tǒng)無源分流電阻器的特性，以及通常與更昂貴和體積更大的閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器相關(guān)的特性。每個(gè)都配備了一個(gè)內(nèi)置的精密放大器。新的分流傳感器提供增強(qiáng)的電氣絕緣（高達(dá) 1500VDC）。

在該領(lǐng)域工作的設(shè)計(jì)人員歷來首選基于分流的解決方案用于低電流應(yīng)用 (<50 A)，而他們使用這些大廳進(jìn)行大電流測量 (>50 A)。然而，汽車行業(yè)對大電流尺寸的要求導(dǎo)致供應(yīng)商使用分流解決方案，尤其是在大電流環(huán)境中。

分流傳感器本質(zhì)上是一個(gè)閉環(huán)，因?yàn)檩敵錾系?a target="_blank">信號與流過設(shè)備的任何電流成正比。

“現(xiàn)有的一些技術(shù)目前是分流器、無源分流器和霍爾傳感器。無源分流器有一個(gè)優(yōu)勢：它們可以直接讀取電流。它們是與電流串聯(lián)的電阻器，它們產(chǎn)生的電壓與流經(jīng)設(shè)備的電流成正比。Riedon 的工程副總裁 Phil Ebbert 表示，缺點(diǎn)是沒有隔離。

分流傳感器

目前的測量方法分為三類；具有隔離放大器/隔離 ADC、有芯電流傳感器和無芯電流傳感器（電流傳感器 IC）的分流電阻器。

分流解決方案是一種簡單易用的電流測量方法。它們通過電源和負(fù)載之間的傳導(dǎo)路徑中的感應(yīng)電阻器測量電壓。

應(yīng)根據(jù)其額定電壓和增益選擇分流電阻。另一個(gè)需要考慮的重要因素是負(fù)載連接，以在決定電源時(shí)節(jié)省一些 PCB 空間。電阻應(yīng)盡可能小，以盡量減少電壓降。此外，封裝應(yīng)允許熱量散發(fā)。

分流技術(shù)的改進(jìn)允許引入更低的歐姆值，從而提供更少的散熱。幾個(gè)電池充電器 IC 和燃?xì)獗硪约?LED 驅(qū)動器 IC 使用分流檢測電流電阻器。電流檢測監(jiān)控器可用于監(jiān)控進(jìn)入電機(jī)或通過外部電源的電流。

電流分流 IC 的輸出可以通過 ADC 連接到控制回路中，用于微控制器的控制算法。

應(yīng)用包括電源管理、焊接、照明、手機(jī)、電信、電池充電器、汽車等。

基于分流的解決方案具有非常低的初始偏移并且對外部磁場不太敏感，因此提供了更好的直流精度。與其他解決方案相比，它們保持線性，尤其是在磁芯飽和區(qū)域附近。

另一方面，霍爾傳感器通常具有有限的工作溫度范圍（通常為 -40°C 至 +85°C），但是基于分流的解決方案可以支持更高的工作溫度范圍（通常為 -40°C 至 +125°C） . 然而，在這一切中，霍爾傳感器本質(zhì)上是絕緣的，這允許采用單模塊方法。

Riedon 的模塊

電流檢測電阻器是有助于提高測量效率和減少損耗的經(jīng)濟(jì)元件。電流檢測電阻器通過檢測電流并將其轉(zhuǎn)換為電壓來工作，電壓降為 10 至 130 mV，由各種放大器選件測量。

SSA 智能分流器單元在其整個(gè)電流范圍內(nèi)顯示出 ±0.1% 的檢測精度和 ±0.1% 的線性度，并且對熱漂移的靈敏度要低得多。它們還具有小于 1.5μs 的快速響應(yīng)時(shí)間。憑借放大的模擬輸出和集成保護(hù)，這些電流傳感器可以放置在電路的高端和低端，從而實(shí)現(xiàn)輕松集成。

它們的溫度范圍從 -40°C 延伸到 125°C。

SSA 智能分流模塊的穩(wěn)健性使其適用于可能需要具有挑戰(zhàn)性條件（例如高溫水平、強(qiáng)烈振動和電磁干擾 (EMI)）的高功率實(shí)施（100A 至 1000A）。關(guān)鍵示例包括電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV) 的牽引逆變器、AC/DC 轉(zhuǎn)換器、不間斷電源、可再生能源生產(chǎn)基地和智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施（圖 1 和圖 2）。

圖 1：SSA 簡化了電子布局

圖 2：SSA 實(shí)施

分流解決方案通過集成隔離放大器提供卓越的精度和穩(wěn)定性，Ebbert 繼續(xù)說道?！斑@開辟了新的電流傳感機(jī)會，為工程師提供了一種緊湊且經(jīng)濟(jì)高效的霍爾器件替代方案?！?/p>

分流電阻器、隔離放大器/隔離 ADC 是通過繞過待測電流的已知電阻器流過的電壓值來計(jì)算電流值的方法。對于這種方法，需要使用遠(yuǎn)程放大器或隔離 ADC。

審核編輯：郭婷