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霍尔电流传感器可以测量包括开启和关闭在内的总交流电流?

发表时间:2022-07-12 18:28【 阅读量:-查看手机网址
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 电信整流器和服务器电源单元(PSU)中的功率因数校正(PFC)电路和逆变器电路都需要检测高压侧的电流信号到低压侧的控制器,因此隔离电流传感器用来。隔离电流检测有多种实现方式,例如电流互感器(CT)、隔离放大器和霍尔效应电流传感器。其中,霍尔效应电流传感器是一个理想的选择,因为它简单、使用方便、准确、体积小、具有直流检测能力。


 电流互感器是根据互感器的原理对电流进行采样的。使用CT可以检测MOSFET或IGBT的开通电流。CT响应速度快,非常适合峰值电流控制和过流保护控制。然而,基于变压器耦合原理的CT无法感应直流或极低频电流,导致无法直接检测工频交流电流,或因只检测导通电流的间接方法而损失测量精度。无关断电流)。另外,由于CT需要使用铁氧体磁芯,体积很难做小,而且较大的CT会增加功率开关回路,导致电压尖峰和噪声干扰较高。


 霍尔效应电流传感器是一种更准确、更小的选择。它可以在直流条件下工作,可以测量包括开启和关闭在内的总交流电流,具有良好的线性度和精度。同时,霍尔效应电流传感器的体积可采用SOIC-8封装,与集成IC尺寸相同,使PCB布局更容易,有助于实现更高的功率密度。


 将霍尔效应电流传感器应用于电信电源或服务器PSU时,需要评估电流检测范围、连续电流容差、响应速度(/带宽)和电压隔离级别。在某些情况下,电信电源或服务器电源可能还需要向主机上报当前的工作功率。此时,高精度霍尔电流传感器(如TI的TMCS1100)可以帮助系统实现≥1%的电流检测精度。

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 分别使用3.3 V和5 V电源时的霍尔效应电流传感器的典型应用电路。与使用3.3 V电源相比,使用5 V电源可以扩大霍尔传感器的电流检测范围。以TMCS1100A1为例,霍尔传感器的灵敏度为50 mV/A:如果使用3.3V电源,电流检测范围为-33 A至+33 A(双向);使用5.0V电源时,电流检测范围可扩展至-50A~+50A。另外,在设计中需要注意,除了电流检测范围外,还需要考虑传感器的持续电流承受能力。当电流承受能力不足的,可以通过提高传感器的散热来优化。


 在使用霍尔效应电流传感器的电路板布局中,要注意以下因素:


 散热:增加铜面积尽可能多的初级电流导体,以提高霍尔电流传感器的散热能力,从而提高传感器的最大平均电流容差。另外,可以使用较厚的铜箔PCB,或者在初级走线上放置一些散热过孔,或者将霍尔电流传感器和PCB走线放置在风道中,这样可以提高霍尔电流传感器的平均电流电阻。视能力而定。


 初级电流磁场:布局时应尽量避免大电流走线靠近霍尔电流传感器。隔离要求:考虑整个系统的爬电距离和电气间隙。当霍尔电流传感器不能满足要求的PCB爬电距离时,可以在电路板上挖槽,达到系统级隔离要求。在电信整流器和服务器PSU中,CT更适用于峰值电流控制和过流保护,但体积较大且精度较低。霍尔效应电流传感器体积小,精度高,使用简单方便,更适合检测交流线路电流。

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