霍尔电流传感器IC CH701与ACS712的对比分析

ACS712是美国Allegro公司在10多年以前推出的一款经典的霍尔电流传感器IC，该芯片完全基于霍尔感应的原理设计，由一个精确的低偏移线性霍尔传感器电路与位于接近IC表面的铜箔组成，电流流过铜箔时，产生一个磁场, 霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号，经过内部的放大、滤波、斩波与修正电路，输出一个电压信号，该信号从芯片的第七脚输出，直接反应出流经铜箔电流的大小。   ACS712根据尾缀的不一样，量程分为三个规格：±5A、±20A、±30A 。输入与输出在量程范围内为良好的线性关系，其系数Sensitivity分别为，185 mV/A、100 mV/A、66mV/A。   典型的应用：电机领域,变频器领域,载荷检测和管理,开关电源领域,和各种电子产品过电流故障保护。 由于该器件延续十几年以前的生产工艺，已经比较落后，Allegro公司在2017年提示以后不推荐新客户使用。到了2020年初，由于受到产能限制及肺炎疫情影响，他们最终决定停产ACS712，这颗在国内外电子市场广泛应用了十几年的经典霍尔电流传感器即将告别市场。  

意瑞半导体（上海）有限公司推出了完美替换ACS712的***方案CH701

意瑞半导体是一家专注传感与控制芯片研发的国产半导体公司。在霍尔传感器芯片领域，意瑞拥有国内最全的产品序列，包括开关型霍尔，单芯片电流霍尔传感器，线性霍尔（电流传感器模组）和齿轮传感器等。其产品按照车规级设计，一直以性能好、稳定性高、失效率低著称。失效率甚至大幅低于国外大厂，在国内芯片厂商中更是一枝独秀，因此在客户端广受好评。 其中，意瑞的电流传感器是国内首家突破大电流高耐压要求的SO8封装设计瓶颈的公司。比如它的电流霍尔传感器产品CH701可以完美替换Allegro公司电流传感器ACS724，ACS712等。

CH701与ACS712对比：

相较于ACS712的5V供电能力，CH701拥有更全的产品型号，额外增加了3V3供电的选项。

芯片内部通流电阻仅为0.8mohm，大大改善了ACS712 大电流时芯片发烫的问题。最大支持电流也提高到了±50A的范围。

全温度范围内线性度误差可以做到±2%（实测1%），相对于ACS712的±4%，在测量误差方面有了极大的提升。

CH701拥有更高的带宽以及更快的响应速度，满足电机系统过流时快速保护的需求。

CH701在耐压方面也更胜一筹，可以支持到725V的母线电压（兼容单相和三相电网的应用），而ACS712仅仅能支持到单相电的场合（且裕量很小）。

最出乎意料的是CH701竟然为汽车级芯片（AEC-Q100认证），ESD性能，环境温度范围等都是满足汽车级标准，而ACS712则是工业或者略低于工业的标准。

表1 CH701和ACS712性能比较

Specifications	CH701	ACS712
Supply voltage	3V3 5V	5V
Primary Conductor Resistance	0.8mohm	1.2mohm
Current ability	±50A	±30A
Sensitivity Errorr(-40~150°C)	±2%	±4%(-40~85°C)
fBW bandwidth	120khz	80khz
Tr(with 1nF filter cap)	3us	5.8us
VISO	3000V	2100V
VWFSI	725V	354V
Ta(Operating Ambient Temperature)	-40°C to 150°C	-40°C to 85°C
ESD	±8kv(HBM) ±1.5kv(CDM)	NA
Q grade design consideration	Automotive	Industrial

CH701产品特点：

1.0.8 mohm初级导体电阻，用于低功率损耗和高浪涌电流耐受能力

2.集成屏蔽实际上消除了从电流导体到芯片的电容耦合，极大地抑制了由于高dv/dt瞬态而产生的输出噪声

3.行业领先的噪声性能，通过专有的放大器和滤波器设计技术大大提高了带宽

4.高带宽120kHz模拟输出，在控制应用中响应时间更快

5.过滤器引脚允许用户在较低的带宽下过滤输出以提高分辨率

6.集成数字温度补偿电路允许在开环传感器中实现近闭环精度

7.适用于空间受限应用的小尺寸、低剖面SOIC8封装

8.滤波器引脚简化了带宽限制，在较低的频率下获得更好的分辨率

9.单电源运行

10.输出电压与交流或直流电流成比例

11.工厂微调灵敏度和静态输出电压

12.提高精确度

13.斩波器稳定导致极稳定的静态输出电压

14.近零磁滞

15.电源电压输出比率

产品应用：

电机控制；

负荷检测与管理；

开关电源；

过电流故障保护；

型号命名规则

随着国际局势的发展，以及芯片供应的紧张，国产替代必然是大势所趋，像意瑞这种研发能力强，产品稳定可靠的国产厂商无疑是给大家解决了燃眉之急。  

编辑：黄飞