基于霍尔效应的高精度线性电流传感器IC简析

ACS758是一款带 100 μΩ 电流导体的热增强、全集成、基于霍尔效应的高精度线性电流传感器 IC

ACS758 电流传感器 IC 系列可为交流或直流电流感测提供经济实惠且精确的解决方案。

典型应用包括电动机应用、负载检测及管理、电源和直流-直流转换器控制、换流器控制和过流保护。

该设备由一个低偏移的精密线性霍尔电路组成，其铜制的电流路径靠近晶片的表面。流过该电流路径的电流会产生一个磁场，该磁场可由霍尔 IC 转换成同比例的电压输出。

通过将磁性信号靠近霍尔传感器，实现器件精度优化。

精确的、成比例输出电压由稳定斩波型低偏置 BiCMOS 霍尔 IC 提供，该 IC 出厂时已进行精确度编程。 ?

目前，ACS758产品系列缺货严重，国产厂家推出可以完全替代的产品CH704系列。

CH704 是专为大电流检测应用开发的隔离集成式电流传感芯片。

CH704 内置 0.1 mΩ 的初级导体电阻，有效降低芯片发热支持大电流检测：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。

其内部集成独特的温度补偿电路以实现芯片在 -40 到150度全温范围内良好的一致性。

出厂前芯片已做好灵敏度和静态（零电流）输出电压的校准，在全温度范围内提供 ±2% 的典型准确性。

CH704主要参数

?介质强度测试电压：4800Vac

?基础隔离工作电压：1187Vdc / 840Vac；加强绝缘工作电压：672Vdc / 475Vac

?AEC-Q100 车规级芯片认证 (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）；可测量高达400A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，剩磁 < 1mV

?工作温度范围：-40°C 到150°C

应用场景

?汽车电子：OBC，DC-DC，EPS电机等

?工业控制：不间断电源（UPS）、焊机/移动通信设备等电源供电

?大功率电机：平衡车/独轮车控制器、热泵/制冰机等

?能源：如过程控制、蓄电池检测、能量测量等

?应用举例 – 汽车OBC， DCDC

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。

图1：CH704在汽车OBC,DC-DC中的应用

应用举例 – 不间断电源UPS

在UPS系统中，供给负载的所有电力都会经过整流/充电器和逆变器的双重转换（即AC-DC-AC）。

整流器对电池进行浮充电以保持电池处于满充状态。而当超限或市电停电时，UPS开启电池放电工作，逆变器和电池不间断地投入为负载供电。

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，保证电池正常工作。CH704的响应速度快（<2us）和高带宽（180kHz），在此类应用中优势明显。

图2：CH704在UPS?不间断电源系统中的应用

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审核编辑：刘清