作者：Maurizio Di Paolo Emilio

Riedon的新型分流器電流傳感器解決方案將重新定義當(dāng)前的T＆M系統(tǒng)方案。這些新模塊將傳統(tǒng)的無(wú)源分流電阻器的功能與通常與更昂貴，更龐大的閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器相關(guān)的功能相結(jié)合。新的并聯(lián)傳感器每一個(gè)都配備了一個(gè)內(nèi)置的精密放大器，可提供增強(qiáng)的電絕緣（最高1500VDC）。

過(guò)去，從事該領(lǐng)域的設(shè)計(jì)人員在低電流應(yīng)用（《50 A）中使用基于分流器的解決方案，而他們使用這些霍爾進(jìn)行大電流測(cè)量（》 50 A）。但是，汽車(chē)行業(yè)對(duì)大電流測(cè)量的要求已導(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。分流傳感器是一個(gè)固有的閉環(huán)，因?yàn)檩敵錾系?a target="_blank">信號(hào)與流過(guò)該器件的任何電流都成正比。

“目前的一些技術(shù)是分流器，無(wú)源分流器和霍爾傳感器；被動(dòng)分流器有一個(gè)優(yōu)勢(shì)：它們可以直接讀取電流。它們基本上是與電流串聯(lián)的電阻器，它們產(chǎn)生與流過(guò)器件的電流成比例的電壓。缺點(diǎn)是沒(méi)有隔離?！?Riedon工程副總裁Phil Ebbert說(shuō)。

分流傳感器

當(dāng)前的測(cè)量方法可以分為三類(lèi)：帶隔離放大器/隔離ADC的分流電阻器，有芯電流傳感器和無(wú)芯電流傳感器（電流傳感器IC）。

并聯(lián)解決方案是一種測(cè)量電流的簡(jiǎn)單方法。它們通過(guò)電源和負(fù)載之間的傳導(dǎo)路徑中的傳感電阻器來(lái)測(cè)量電壓。

分流電阻應(yīng)根據(jù)其額定電壓和增益進(jìn)行選擇。要考慮的另一個(gè)非常重要的因素是負(fù)載連接，以便在選擇電源時(shí)節(jié)省一些PCB空間。電阻應(yīng)盡可能小，以最大程度地降低電壓降。此外，包裝應(yīng)允許有效地散發(fā)熱量。

分流技術(shù)的改進(jìn)允許引入較低的歐姆值，從而減少了熱耗散。多個(gè)電池充電器IC和電量計(jì)以及LED驅(qū)動(dòng)器IC使用并聯(lián)檢測(cè)電流電阻器。電流檢測(cè)監(jiān)視器可用于監(jiān)視進(jìn)入電動(dòng)機(jī)或外部電源的電流。

電流分流IC的輸出可通過(guò)ADC連接在控制環(huán)路內(nèi)，并由微控制器用于控制算法。

應(yīng)用包括電源管理，焊接，照明，移動(dòng)電話，電信，電池充電器，汽車(chē)等。

基于分流器的解決方案具有非常低的初始偏移，并且對(duì)外部磁場(chǎng)不太敏感，因此可提供更好的DC精度。與其他解決方案相比，它們保持線性，尤其是在磁芯的飽和區(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），而基于分流器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，在所有這些方面，霍爾傳感器本質(zhì)上是絕緣的，這允許采用單模方法。

Riedon的模塊

電流檢測(cè)電阻被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的組件，有助于提高測(cè)量效率并減少損耗。電流檢測(cè)電阻器通過(guò)檢測(cè)電流并將其轉(zhuǎn)換為電壓（通過(guò)各種放大器選件測(cè)得的壓降為10至130 mV）來(lái)工作。

SSA Smart Shunt單元在整個(gè)電流范圍內(nèi)顯示出±0.1％的檢測(cè)精度和±0.1％的線性度，并且對(duì)熱漂移的敏感性低得多。它們還具有不到1.5μs的快速響應(yīng)時(shí)間。這些電流傳感器具有放大的模擬輸出和集成保護(hù)，可以放置在電路的高端和低端，從而易于集成。

圖1：SSA簡(jiǎn)化了電子布局

它們的溫度范圍從-40°C到125°C。SSA Smart Shunt模塊的堅(jiān)固性使其適合在可能需要困難條件（例如高溫水平，強(qiáng)烈振動(dòng)和電磁干擾（EMI））的大功率設(shè)備（100A至1000A）中使用。關(guān)鍵示例包括用于電動(dòng)汽車(chē)（EV）和混合電動(dòng)汽車(chē)（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)基地以及智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施（圖1和2）。

圖2：SSA實(shí)施

“通過(guò)集成隔離放大器，并聯(lián)解決方案可提供卓越的精度和穩(wěn)定性，” Ebbert繼續(xù)說(shuō)道。“這為新的電流感測(cè)機(jī)會(huì)打開(kāi)了大門(mén)，為工程師提供了一種緊湊且經(jīng)濟(jì)高效的替代方案，可用于指定霍爾器件?！?/p>

分流電阻器，隔離放大器/隔離ADC是通過(guò)使待測(cè)電流流過(guò)已知電阻器的電壓值來(lái)計(jì)算電流值的方法。對(duì)于這種方法，必須通過(guò)使用隔離放大器或隔離ADC進(jìn)行隔離。

編輯：hfy