具有5kV隔离的400kHz霍尔效应电流传感器

Allegro MicroSystems 宣布推出一款名为 ACS37002 的新型电流传感器，带有用于高频开关应用的集成导体。ACS37002 具有 400 kHz 至 180 A 的感应带宽，具有低偏移和 1% 的准确度，在 -40°C 至 150°C 的整个汽车温度范围内是典型的。

高速运行使客户能够在更高的开关频率下运行并设计高性能 SiC 和 GaN 开关平台。该器件还采用差分感测，以实现对外部磁场噪声的高抗扰度。

霍尔效应 ACS37002 电流传感器提供三种表面贴装封装选项，针对低噪声、内部功率损耗或隔离进行了优化：LA 针对更高的灵敏度和更低的噪声进行了优化；MA 提供 4.8 kVrms 的高绝缘；MC 是 Allegro 的最新产品，结合了 0.27 mΩ 的一流导体电阻和 5 kVrms 的最高绝缘程度，适用于需要超低功率损耗和高增强绝缘的应用。

ACS37002 电流传感器具有增益选择和双向过流保护以及用户控制的阈值设置。它不仅为客户节省了工程时间并缩短了设计周期，而且还简化了客户的库存和采购流程，他们现在可以为各种用例库存单个设备。

“霍尔效应传感器几十年来已成功用于电流感测，因为它们提供了许多优点，提供全面的出色性能以及高隔离度、长期可靠性、易用性、快速响应时间、低成本的良好组合和尺寸，以及非常低的功耗和噪音产生。

当集成到硅 IC 上时，霍尔效应传感器可实现与竞争技术相比可以找到的最小的电流感测解决方案。高隔离要求有时会推动更大的封装和解决方案，”Allegro MicroSystems 产品线经理 Robert Briano 说。

 

图 1：ACS37002 框图

霍尔技术

霍尔效应传感器，例如 Allegro 的 ACS37002，通过磁耦合提供理想的非接触式传感解决方案。隔离分流器需要隔离式 ADC 或隔离式放大器，还需要单独的初级侧电源用于放大器输入。这增加了很多成本和电路板面积。霍尔效应传感器在初级上没有任何电路，只有一个导体回路。

ACS37002 非常适合工业应用和电动汽车，例如太阳能逆变器和车载充电器的功率因数校正。更快的开关通过允许更精确的电路控制来提高大多数电源转换应用的效率。

Briano 继续说道，“两个差分霍尔元件从内部导体的相对两侧感应磁场。来自导体电流的磁场在每个霍尔元件处的方向相反 (VE1= -VE2)。两个信号相减，基本上使信号强度加倍。每个霍尔元件的任何杂散磁场都是相同的，当减去时，杂散磁场的贡献变为 0。”

 

图 2：差分传感

霍尔效应传感器可以有效地检测所有开关类型和拓扑中的电流。ACS37002 的高带宽使其可用于更多系统，因为几乎所有拓扑结构中的开关速度都在不断提高。 

“在大多数功率转换应用中，更快的开关可以提高效率，随着 SiC 和 GaN 开关的日益普及，这成为可能。Allegro 通过最大限度地提高信号处理电路的速度，直接响应了这一趋势，创造了 ACS37002。具有高精度和直流稳定性的高速电流传感器允许对电机或电源转换器控制回路进行更严格的控制，从而提高系统的整体效率。

通过实现更快的开关，ACS37002 还可以帮助设计人员减小整体系统尺寸，同时准确检测这些更快的开关电流，”Briano 说。

集成封装的小尺寸降低了系统空间和实现的机械复杂性。这些 IC 采用紧凑、低功耗的封装，可降低温度并延长电源系统的使用寿命。因此，系统架构师可以专注于其设计的创新和具有挑战性的方面。

“我们已经看到围绕ACS37002的市场非常兴奋，”Briano 说。“ACS37002 集成了多种功能，我们看到设计师对要求苛刻的绿色能源工业和电动汽车应用非常感兴趣和热情。”

他补充说：“由于客户的高度关注，Allegro 已经看到了全球市场的巨大需求。ACS37002 在所有特性上都提供了更好的品质因数，而无需在速度、精度和功率密度之间做出任何妥协。这个新产品系列设定了一个新的不妥协标准，市场真正重视这一标准。”

使用霍尔效应电流传感器有许多优点。最新一代 Allegro 电流传感器 400 kHz ACS37002 系列易于使用，并且具有可减少设计时间、物料清单尺寸和成本的功能向上集成。ACS37002 在繁重的工作负载下保持凉爽，在高速、高精度和温度稳定性之间取得了适当的平衡。在其他可能失败的地方蓬勃发展，这些当前的传感器正在帮助推动技术和世界走向更安全、更可持续的未来。

审核编辑：汤梓红