无芯霍尔效应电流传感器集成电路(IC)和共模场抑制

本应用笔记介绍了无芯霍尔效应电流传感器集成电路（IC）和共模场抑制。该文档涵盖了差动电流检测中的限制因素，均匀外部场的共模抑制，附近载流导体的场的共模抑制以及实验数据。

Allegro电流传感器IC使用霍尔效应来测量由集成的载流环路产生的磁场，并将磁场转换为与电流成比例的电压。该技术具有许多优点，包括电流隔离，低功耗和在整个温度范围内具有较高的精度。该技术还具有几乎为零的磁滞，因为没有用于集中磁场的磁芯。然而，不使用芯的缺点是传感器IC容易受到杂散磁场的影响。使用磁芯时，杂散磁场会在传感器IC周围分流，因为磁芯在传感器IC周围提供了低磁阻路径。如果没有磁芯，霍尔板会看到例如带有大电流的走线或螺线管产生的杂散场，并可能导致电流测量误差。正确的电路板和系统设计可以避免电流测量中的这些误差源；但是，优化的走线布局会不利地限制PCB和系统设计。解决此问题的方法是集成差分电流检测。

ACS724集成电流传感器IC

具有差分霍尔板配置的集成电流传感器IC引线框

差分电流感测理论

差分电流感测的基本原理是，在载流导体两侧产生的电场极性相反。这意味着当使用如图2所示的载流引线框架时，霍尔板1（H1）将看到页面外的一个字段，霍尔板2（H2）将在页面中看到该电流的一个字段如图所示。当电流传感器IC上存在一个公共场时，两个霍尔板将看到相同的场。通过减去两个霍尔板的输出，一个人就可以拒绝这些外部产生的场。差分电流传感器IC的输出为：

此处，B1是H1看到的场，B2是H2看到的场，G是传感器IC的增益，单位为mV / Gauss。如果有电流流过引线框（I）和传感器IC（BC）上的共模场，则差分传感器IC的输出将为：

共模场（BC）被抵消，输出信号仅与流经传感器IC的电流成比例。此外，由于霍尔板仅测量一维场，因此传感器IC将忽略任何其他平面中的外部场。

编辑：hfy