电流检测是各种电机、电源和功率系统中常见的要求。而对于超过50A的电流检测,要考虑的因素相对更多,如散热、检测方案的占板面积以及可能的隔离电压需求等。传统的shunt电阻加运放,热损失可能较大,如果高边检测对运放共模范围的要求也可能较高;若有隔离要求,还应增加光耦装置等。电流互感器体积大,容易出现磁饱和问题。
霍尔电流传感器芯片采用隔离集成,内置小磁环,能有效解决上述问题,为用户带来小型化、高精度、简单的设计解决方案。
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CH704意瑞系列产品50个A隔离集成电流传感芯片采用上述大电流检测开发,具有高精度、增强绝缘耐压、高可靠性、低功耗等优点。芯片集成了精密的可编程线性霍尔芯片、小聚磁环和0导电阻.1m?可实现铜排 /-50A, /-100A, /-150A, /-200A通过工厂预编程工厂预编程最大可测量400A浪涌电流。线性霍尔芯片内部偏移低,斩波稳定结合独特的温度补偿电路设计,实现CH704全温范围(-40℃到150℃)良好的温度一致性。芯片在出厂前已校准灵敏度和静态(零电流)输出电压,并在全温范围内提供 ±1% 的典型高精度。
- 介质强度测试电压:4800Vac
- 基187Vdc / 840Vac;672Vdc / 475Vac
- AEC-Q100 车辆级芯片认证 (CH704A)
- 输出电压与电流成正比: /-50A, /-100A, /-150A, /-200A
- 可测量200Adc(85°C环境温度);可测量4000A的浪涌电流
- 5V供电;带宽180kHz;响应时间 < 2μs
- 内部集成磁环有效抗杂散磁场干扰 < 1mV
- -40工作温度范围°C 到150°C
- 汽车电子:OBC,DC-DC,EPS电机等
- 工业控制:不间断电源(UPS)、电源供电,如焊机/移动通信设备等
- 大功率电机:平衡车/独轮车控制器、热泵/制冰机等
- 能量:如过程控制、电池检测、能量测量等
在UPS在系统中,提供负载的所有电源都将通过整流/充电器和逆变器的双重转换(即AC-DC-AC)。整流器浮动充电电池,以保持电池充满。超限或市电停电时,UPS开启电池放电,逆变器和电池不断投入负载供电。当UPS内部故障或负载电流瞬变抑或人为停止逆变器时,负载可无间断地切换到旁路交流输入(启动旁路运行)。
霍尔电流传感器用于控制浮充电源,确保电池正常工作。CH704响应速度快(<2us)和高带宽(180kHz),这类应用优势明显。
电机输出扭矩控制是电机控制系统的关键。PMSM电机FOC以控制算法为例,输出扭矩为以下公式。其中,电流传感器采集的三相电流为红色框出部分。传感器的精度和延迟会直接影响扭矩精度的计算。
对于不同功率的电机,相电流的大小和过流检测的阈值也不同。意瑞不同的电流传感器产品可覆盖5A至千安培范围(单芯片方案或磁环方案)。50-200A(或4000的瞬态电流A)的场合,CH704可在全温范围内达到典型的典型检测精度和<2us响应速度,能满足各种工况的需要。
汽车OBC和DCDC系统上的电流检测需求与具体的OBC架构及车型相关。1个典型的OBC(如图6所示)由多个级联级组成,包括功率因数校正PFC、DC-DC转换器、次级整流、辅助电源、控制及驱动电路。PFC输入端(AC)和OBC输出端(DC)都需要电流传感器芯片。目前流行的OBC功率等级是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW;根据不同设计,可由单相或三相电源供电。以6.6kW单相220V/30A交流电源为例,考虑2.5-3倍的过流阈值,可采用CH704的+/-100A规格做PFC输入端的检测;在OBC输出端,考虑高压直流总线上百伏至800V之间,DC电流不大,可采用CH704的+/-50A规格实现。
CH704采用5-PIN CFF封装,其引脚分布如图7所示,采用单电源5V供电。其中引脚4与5为电流检测端;引脚3与2分别代表输出和接地;引脚1为芯片供电端。CH704系列共有8个产品型号,命名规则及具体型号如图8和图9所示。