谈谈：从分流到霍尔效应：如何选择电流传感器

宝颜制造

电流测量是评估电子系统效率的重要参数，设计师需谨慎选择分流电阻与霍尔效应传感器，以解决功耗和温度稳定性问题。高质量逆变器设计要求电流传感器具备低功耗与紧凑性，霍尔效应传感器在高功率应用中展现出越性能，成为理想选择。通过了解不同电流测量技术的缺点，可以化设计，提高系统的整体效果。希望将来半导体能够得到长足稳定的发展，为社会发展及人们的需求做好服务。深圳市亿信源电子有限公司成立于2013年,是一家大型专业电子元器件分销商,产品种类齐全。https://www.yxyic.cn/category/interface-filters-active

电流测量是评估、操作和诊断电子系统运行效率比较常见的参数之一。虽然电流测量很常见，但如果设计师在测量电流时低估了多个变量之间的细微差别，可能会导致问题。
为了满足以下设计规范，高级工程师应用碳化硅MOSFET模块设计高质量的逆变器。由于这是比较重要的设计规范，电流传感器还需要设计成低功耗、紧凑的规格。
测量电流传感器的方法
电流测量主要有两种技术：分流电阻和霍尔效应。
由于负载电流通过电阻消耗功率，分流电阻必须非常低。温度系数是测量电流分流电阻测量稳定性的其他重要参数是温度系数(TCR)和热电动势(EMF)。这两个参数会对电流检测精度产生重大影响。电流分流电阻必须在广阔的电流范围内工作。在低电流(如电池应用的休眠或待机模式)下，分流电阻的热电动势能可以提高电流通过电阻产生的电压的可测误差电压。
为了比较大限度地减少测量误差，这种偏差电压必须远远低于分流电阻关系电流产生的比较小预测电压。测量电流流动的首步是将电流转换成更容易测量的电压参数。电流分流电阻是完成这项任务的廉价部件。但为了化绝缘技术，比较大限度地减少其对电路的影响和电阻本身的功率损失，分流电阻的值必须非常低。分流电阻解决方案的应用有不同的热水平。分离电流测量的工作原理是根据电阻和测量负载电流产生的电压降低。这将导致分流电阻中的功率损失。逆变频器设计师应超过高于200°C。
在使用霍尔效应传感器时，必须考虑母线的比较高温度。典型的传感器规定在85°C以下或105°C以下的外壳温度下工作，具体取决于所用设备(图1)。

图1：测量电流传感器的温度特性和功耗数据
低功耗霍尔效应传感器用于电流测量。
一般情况下，在超过50W的某些功率水平下，由于功率损失太大，分离不是可行的选择。因此，对于大功率逆变器，应围绕导出交流母线选择霍尔效应传感器进行检测。这种综合示意图如图1所示。这种配置为逆变器提供了一种秀的解决方案，即简单的接口控制器和高电气隔离特性。
由于使用霍尔效应测量电流，负载电流不会造成功率损失。霍尔效应传感器有两种关键类型:开环和闭环电流传感器。开环传感器成本低，所需电源少，要求低，但在动态带宽、偏移电压、温度漂移等方面普遍存在偏差。闭环传感器解决了这些偏差，但价格更高，耗电量更高。

表2：四种电流测量方法的关键区别总结
在典型应用中，开环霍尔效应传感器提供了足够的偏差特性。然而，闭环霍尔效应传感器应用于对控制精度要求非常高的应用。与其他传感器类型相比，闭环霍尔效应传感器的电源要求非常高。一个额定电流为100A、次级输出为50A的传统交叉环电流传感器在使用±15V的工作电源时需要1W的功耗。
但是，一个额定电压是100A、次级输出为500V的交叉环电流传感器在工作电源为+5V时只需要05W的功耗。当电源为500V时，一个开环电流传感器5V时仅需01W。所以，对于相转换器来说，电源必须为传统的闭环电流传感器提供3W功率。但是，当提供总功率为03W时，新的开环电流传感器可以提高27W的电源效率。
为了了解霍尔效应电流传感器解决方案之间的技术差异，请参考图1和表2。
JD采用了全新的AOCT技术，受到DC计量设计的启发。该创新技术已纳入JDIPCS比较新电流传感器系列，旨在对100A-800A额定范围内的DC、交流和脉冲电流进行非侵入性和隔离性测量。
IPCS传感器是高级工程师的比较佳选择之一：它可以在低功耗下现高精度。
IPCS传感器配有闭环和开环电流传感器，可达5V工作电源下现高精度、误差的测量。该技术基于零漂移计算放大器集成电路，利用霍尔效应技术在闭环或开环模式下工作。这项技术在-40°C到+85°C的温度范围内，提供异的温度特性和低偏移，非常适合高性能的应用。
传感器选择心芯PCB安装设计和分体芯面板安装或DIN导轨安装类型，客户可以灵活选择5A到800A的交流或直流电流。IPCS电流传感器有多种规格可供选择。
IPCS电流传感器适用于多种应用，包括在70-250W太阳能逆变器的交流侧产生电力的现代串联逆变器，规范要求输出电流的直流重量很低。它们也特别适用于直流收费表和能源存储系统(ESS)以及电动汽车充电模块。
一般来说，JD的IPCS电流传感器系列为工程师提供了设计高效、轻便、紧凑的BAS70-04E6327电源芯片的解决方案，同时保证了直流、交流和脉冲电流的非侵入性和保护测量的比较高准确性和精度。
直流电流传感器用于侧面测量
经济高效的DC电流传感器用于测量工业环境中的DC电流。IDCS系列产品的外观设计注重精度和耐久性，特别适合在可再生资源或运输等DC应用中提供精确的电流测量。
IDCS-IDC电流传感器测量电气设备的DC负载电流，并将信息传输到DC能量计模块，该模块根据RJ12连接到传感器电缆上。该系列包括适用于新或现有电气装置的从50到5000A的心和分体芯传感器。
点：
●即插即用，灵活。
●速RJ12连接可以使布线轻松可靠。
●传感器类型可以速配置。
●从50到5000A的心芯和分体芯DC电流传感器，设计适用于新型或目前的电气设备，可选择多种安装选项。