使用隔离式大功率分流模块提高测量效率

这是令人愉快的更新，因为来自 Riedon 的新分流电流传感器解决方案即将重新定义当前的 T&M 系统场景。这些新模块结合了传统无源分流电阻器的特性，以及通常与更昂贵和体积更大的闭环霍尔效应电流传感器相关的特性。每个都配备了一个内置的精密放大器。新的分流传感器提供增强的电气绝缘（高达 1500VDC）。

在该领域工作的设计人员历来首选基于分流的解决方案用于低电流应用 (<50 A)，而他们使用这些大厅进行大电流测量 (>50 A)。然而，汽车行业对大电流尺寸的要求导致供应商使用分流解决方案，尤其是在大电流环境中。

分流传感器本质上是一个闭环，因为输出上的信号与流过设备的任何电流成正比。

“现有的一些技术目前是分流器、无源分流器和霍尔传感器。无源分流器有一个优势：它们可以直接读取电流。它们是与电流串联的电阻器，它们产生的电压与流经设备的电流成正比。Riedon 的工程副总裁 Phil Ebbert 表示，缺点是没有隔离。

分流传感器

目前的测量方法分为三类；具有隔离放大器/隔离 ADC、有芯电流传感器和无芯电流传感器（电流传感器 IC）的分流电阻器。

分流解决方案是一种简单易用的电流测量方法。它们通过电源和负载之间的传导路径中的感应电阻器测量电压。

应根据其额定电压和增益选择分流电阻。另一个需要考虑的重要因素是负载连接，以在决定电源时节省一些 PCB 空间。电阻应尽可能小，以尽量减少电压降。此外，封装应允许热量散发。

分流技术的改进允许引入更低的欧姆值，从而提供更少的散热。几个电池充电器 IC 和燃气表以及 LED 驱动器 IC 使用分流检测电流电阻器。电流检测监控器可用于监控进入电机或通过外部电源的电流。

电流分流 IC 的输出可以通过 ADC 连接到控制回路中，用于微控制器的控制算法。

应用包括电源管理、焊接、照明、手机、电信、电池充电器、汽车等。

基于分流的解决方案具有非常低的初始偏移并且对外部磁场不太敏感，因此提供了更好的直流精度。与其他解决方案相比，它们保持线性，尤其是在磁芯饱和区域附近。

另一方面，霍尔传感器通常具有有限的工作温度范围（通常为 -40°C 至 +85°C），但是基于分流的解决方案可以支持更高的工作温度范围（通常为 -40°C 至 +125°C） . 然而，在这一切中，霍尔传感器本质上是绝缘的，这允许采用单模块方法。

Riedon 的模块

电流检测电阻器是有助于提高测量效率和减少损耗的经济元件。电流检测电阻器通过检测电流并将其转换为电压来工作，电压降为 10 至 130 mV，由各种放大器选件测量。

SSA 智能分流器单元在其整个电流范围内显示出 ±0.1% 的检测精度和 ±0.1% 的线性度，并且对热漂移的灵敏度要低得多。它们还具有小于 1.5μs 的快速响应时间。凭借放大的模拟输出和集成保护，这些电流传感器可以放置在电路的高端和低端，从而实现轻松集成。

它们的温度范围从 -40°C 延伸到 125°C。

SSA 智能分流模块的稳健性使其适用于可能需要具有挑战性条件（例如高温水平、强烈振动和电磁干扰 (EMI)）的高功率实施（100A 至 1000A）。关键示例包括电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV) 的牵引逆变器、AC/DC 转换器、不间断电源、可再生能源生产基地和智能电网基础设施（图 1 和图 2）。

图 1：SSA 简化了电子布局

图 2：SSA 实施

分流解决方案通过集成隔离放大器提供卓越的精度和稳定性，Ebbert 继续说道。“这开辟了新的电流传感机会，为工程师提供了一种紧凑且经济高效的霍尔器件替代方案。”

分流电阻器、隔离放大器/隔离 ADC 是通过绕过待测电流的已知电阻器流过的电压值来计算电流值的方法。对于这种方法，需要使用远程放大器或隔离 ADC。

       审核编辑：郭婷