由于其生命力，電力在電子產(chǎn)品中無(wú)處不在，因?yàn)樵谀芰客ㄟ^(guò)電路之前什么都不會(huì)發(fā)生。功率密度、能源效率和可靠運(yùn)行都是現(xiàn)代電子產(chǎn)品需要考慮的關(guān)鍵因素。這些問(wèn)題，以及解決方案占位面積和系統(tǒng)熱管理等重要相關(guān)方面，促使開(kāi)發(fā)人員在許多領(lǐng)域提高電源系統(tǒng)性能。

人們對(duì)改進(jìn)核心技術(shù)、下一代電源拓?fù)?、先進(jìn)的軟件定義電子產(chǎn)品以及開(kāi)發(fā)寬帶隙半導(dǎo)體等先進(jìn)材料給予了很多關(guān)注。從使用人工智能到電源轉(zhuǎn)換和管理，再到更準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)各種應(yīng)用中的電源開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)人員正在創(chuàng)建的電源系統(tǒng)正在突破理論上可能的界限。

沒(méi)有反饋就沒(méi)有精度

工程學(xué)的美妙之處之一是任何給定問(wèn)題都有多種解決方案，有時(shí)它可能不是最新最閃亮的技術(shù)。在電力系統(tǒng)性能方面，改善運(yùn)行的一個(gè)經(jīng)常被忽視的方法是更好的性能監(jiān)控。沒(méi)有反饋就沒(méi)有精度，您對(duì)電路的執(zhí)行方式了解得越多，您就越能優(yōu)化它。

改進(jìn)系統(tǒng)監(jiān)督的最大優(yōu)勢(shì)之一是它利用了系統(tǒng)中的所有內(nèi)容，因?yàn)樗c技術(shù)無(wú)關(guān)。您可以擁有最好的半導(dǎo)體，采用最新的電路設(shè)計(jì)，由最先進(jìn)的軟件驅(qū)動(dòng)，改進(jìn)的性能測(cè)量將為您提供更好的性能。更多地了解任何給定電路的性能沒(méi)有任何不利之處。您擁有的信息越準(zhǔn)確，您的系統(tǒng)就越精確。

在高性能計(jì)算系統(tǒng)中，電源是基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵部分。您如何監(jiān)控電源可以優(yōu)化性能、管理處理器工作負(fù)載，并總體上使系統(tǒng)更具成本效益。測(cè)量流入系統(tǒng)的電流可以告訴您它是否以最佳水平運(yùn)行，以及您是否可以將更多計(jì)算或工作負(fù)載加載到處理器上。此外，精確的電流感應(yīng)提高了盈利能力，因?yàn)槟梢愿鶕?jù)實(shí)際使用的計(jì)算能力更準(zhǔn)確地向客戶收費(fèi)。

電流感應(yīng)

電流感應(yīng)是獲得精確性能反饋的重要方法，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的功率流，可以深入了解系統(tǒng)的運(yùn)行方式。實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)頻率的動(dòng)態(tài)控制以最大限度地減少損耗、準(zhǔn)確和快速的電流測(cè)量也是降低零電流和零電壓開(kāi)關(guān)系統(tǒng)損耗的關(guān)鍵。

AMR 技術(shù)

各向異性磁阻 （AMR） 隔離式電流傳感器與 ACIENNA 的產(chǎn)品一樣，在小封裝中提供高精度和帶寬，是插入式設(shè)備?；?AMR 的電流傳感器由對(duì)磁場(chǎng)表現(xiàn)出非常高靈敏度和高帶寬響應(yīng)的 NiFe 薄膜制成，其性能優(yōu)于檢測(cè)電阻器、霍爾效應(yīng)器件和電流互感器。

與傳統(tǒng)方法相比，基于 AMR 的傳感器結(jié)構(gòu)非常適合需要隔離的應(yīng)用。例如，分流電阻器可以測(cè)量其兩端的電壓降，但本質(zhì)上不是隔離的。添加隔離需要額外的組件，增加成本、解決方案大小和相關(guān)的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。隔離在電子系統(tǒng)中很重要，尤其是在需要高精度和高精度的應(yīng)用中，因?yàn)殡娐分械脑肼暫透蓴_量直接影響性能。

使用電流互感器會(huì)導(dǎo)致解決方案占用空間大，并且變壓器的重量可能是緊湊設(shè)計(jì)中的一個(gè)問(wèn)題。此外，變壓器僅在交流電路中工作，并具有飽和效應(yīng)，其中變壓器的線性受到干擾，導(dǎo)致削波和鐵芯溫度升高。您可以放入霍爾效應(yīng)傳感器并使用它來(lái)測(cè)量通過(guò)電線的電流，但它容易受到外部磁場(chǎng)的影響，并且會(huì)受到溫度和應(yīng)力的影響，從而改變輸出。電源設(shè)計(jì)中使用的傳感器類型會(huì)影響其最終配置的成本、尺寸和有效性。

ACEINNA 的 AMR 技術(shù)是一種緊湊的單芯片解決方案，采用絕緣基板，具有 4.8KV 隔離，與分流電阻器相比，除去耦電容器外，不需要額外的元件。與變壓器相比，除了尺寸優(yōu)勢(shì)之外，AMR 技術(shù)還可以同時(shí)響應(yīng)直流和交流雙向電流。與基于霍爾效應(yīng)的解決方案相比，AMR 技術(shù)提供 1.5 兆赫的帶寬、更低的偏移和噪聲，從而實(shí)現(xiàn)更高的精度和更低的相移。

工作

原理 ACIENNA 傳感器有四個(gè)輸入電流的引腳，在同一側(cè)還有四個(gè)引腳提供輸出。當(dāng)電流流過(guò)引線框架時(shí)，它會(huì)流過(guò) U 形彎曲。當(dāng)電流流過(guò)引線框架中的彎曲處時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)要測(cè)量的場(chǎng)。當(dāng)電流反向時(shí)，它有一個(gè)反向場(chǎng)。設(shè)備中的兩個(gè)獨(dú)立 AMR 電流傳感器從兩個(gè)電流方向測(cè)量磁場(chǎng)，這也抵消了任何外部磁場(chǎng)和偏移。

AMR 傳感器的雙傳感器配置能夠忽略垂直于電流流動(dòng)的外部場(chǎng)，使其僅對(duì)硅中的水平場(chǎng)敏感。在霍爾效應(yīng)傳感器的情況下，它們還可以感應(yīng)垂直于硅的場(chǎng)。基于 AMR 的傳感器對(duì)雜散磁場(chǎng)的抵抗力為開(kāi)發(fā)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和組件放置方面提供了更大的靈活性。

除了高精度和帶寬之外，ACIENNA AMR 傳感器的雙傳感器結(jié)構(gòu)、其材料和高集成度還提供了快速的輸出階躍響應(yīng)，即傳感器能夠快速響應(yīng)環(huán)境變化的能力。磁場(chǎng)。這種速度和精度的結(jié)合成功地減少了信號(hào)中的相位差和可能由緩慢和不準(zhǔn)確的測(cè)量產(chǎn)生的誤差。

AMR 傳感器功能

電源也是我們數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵部分，尤其是在服務(wù)器和電信電源等應(yīng)用中。在這些系統(tǒng)和任何其他系統(tǒng)中，您有一個(gè)前端 AC-DC PFC 轉(zhuǎn)換器為 DC-DC 總線和負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器供電，AMR 傳感器是系統(tǒng)性能反饋的最佳選擇。沒(méi)有反饋就沒(méi)有準(zhǔn)確性，并且確切地了解系統(tǒng)的執(zhí)行情況使您能夠正確管理它。

例如，ACIENNA 最近發(fā)布的用于工業(yè)和電源應(yīng)用的 MCx1101 系列 ±5A、±20A 和 ±50A 電流傳感器是集成雙向電流傳感器，（在 ±20A 時(shí)）典型精度為 ±0.6 perent，并且±60mA 的偏移，或 FSR（最大值）的 ±0.3%（隨溫度變化）。這種精度水平可以在任何給定系統(tǒng)中進(jìn)行精確調(diào)整，以盡可能提高性能。

基于 AMR 的集成單芯片解決方案還具有降低的失調(diào)電壓，即實(shí)際輸出與指定值之間的差異，這會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。傳感器的 AMR 技術(shù)和高集成度可降低噪音，從而影響任何設(shè)備的準(zhǔn)確性。高精度可以更好地優(yōu)化給定處理器的使用方式，尤其是在基于人工智能和云的應(yīng)用程序中，為性能監(jiān)控提供功率跟蹤。

應(yīng)用程序優(yōu)勢(shì)

了解系統(tǒng)中每臺(tái)服務(wù)器所使用的能量有助于確定系統(tǒng)中是否還有空間進(jìn)行更多的數(shù)字運(yùn)算，或者是否已經(jīng)達(dá)到極限。了解您的電力消耗情況還可以讓您根據(jù)使用的處理器時(shí)間或處理能力向客戶收費(fèi)。

許多其他應(yīng)用可以從 AMR 電流感應(yīng)中受益，尤其是那些使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和逆變器的應(yīng)用。操作相似，逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在所服務(wù)負(fù)載的性質(zhì)上有所不同，因此它們也可以同樣受益于更好的電流監(jiān)控。不間斷電源 （UPS） 也可以受益于從前置 AC-DC 轉(zhuǎn)換器到最后一級(jí) DC-AC 逆變器的每個(gè)子系統(tǒng)，以及電池管理電路和 UPS 連接到電網(wǎng)的位置。

輸出側(cè)的 AMR 電流傳感器使逆變器或 UPS 系統(tǒng)能夠合成正弦波以連接到電網(wǎng)。在功率因數(shù)校正 （PFC） 方面，在圖騰柱 PFC 拓?fù)渲?，AMR 傳感器可以測(cè)量電流，以實(shí)現(xiàn)更好的控制和保護(hù)。

在電池管理中，它與充電和放電電流管理有關(guān)。此外，家用電器，尤其是帶有電機(jī)的電器，如冰箱和洗碗機(jī)，也可以從中受益。

正確的電源管理

在電源、電機(jī)控制、逆變器、UPS 和電動(dòng)汽車等應(yīng)用中，AMR 傳感器通常是提高性能的監(jiān)控解決方案的最佳選擇。這些動(dòng)態(tài)應(yīng)用需要快速、堅(jiān)固和準(zhǔn)確的功率測(cè)量，而 AMR 傳感器的結(jié)構(gòu)和材料提供了固有的高靈敏度、快速響應(yīng)和寬帶寬。這些屬性、隔離度、精度和性能使基于 AMR 的電流感應(yīng)解決方案成為下一代系統(tǒng)中高級(jí)電源管理的最佳選擇。

審核編輯：郭婷