探索TLE4973评估板：汽车电流传感的利器

在电子工程领域，电流传感是很多应用的关键环节，特别是在汽车电子领域。英飞凌的TLE4973评估板为工程师们提供了一个便捷的工具，用于评估和测试TLE4973磁电流传感器。下面，我们来深入了解一下这个评估板。

文件下载：Infineon Technologies TLE4973 EVAL VER BAR板.pdf

一、使用须知

重要提示

评估板和参考板主要用于演示和评估目的，并非商业化产品，不能用于可靠性测试或生产。英飞凌在设计时虽考虑了环境条件，但未从安全、全工作温度范围或寿命等方面进行全面测试和验证。客户需确保评估板的使用符合所在国家的相关要求和标准，同时要自行评估其对预期应用的适用性。

安全注意事项

在使用评估板时，务必注意安全。比如，在进行接线、维护等操作前，要先断开电源；不要在逆变器中使用评估板时将编程器连接到笔记本电脑；评估板仅适用于低压系统（≤50V）；测试时评估板和器件表面可能发热，需做好防护；只有熟悉相关设备和技术的人员才能进行操作；评估板包含对静电敏感的部件，要采取防静电措施；错误的应用或安装可能导致部件损坏或产品寿命缩短；安装前要移除所有不必要的包装材料。

二、评估板概览

交付内容

交付内容主要是TLE4973评估板。如果使用编程器板，可参考相关文档。编程器板能为评估板上的传感器供电并方便与每个传感器进行接口连接，若不使用，则需用户外部供电。

功能框图

评估板包含三个TLE4973无芯磁电流传感器，适用于三相系统测试。其设计可在低电压系统（≤50V）中安全运行，建议系统运行时断开编程器和笔记本电脑的USB连接，防止损坏电脑。

主要特性

• 具备三个TLE4973传感器，可用于三相系统测试。
• 板载EEPROM，用于存储板卡设置。
• 与英飞凌电流传感器编程器兼容。

参数与技术数据

Product	TLE4973-RE35S5-S0010
Package	PG-VSON-6
Evaluation board name	TLE4973 EVAL VER BAR
Evaluation board order number	SP005853847
Insertion method name	Vertical insertion on external bus-bar
Full scale (FS)	+919.97A
Typical current rail transfer factor	15.41 pT/A
Typical sensor sensitivity	126.95 mV/mT(S4)
Typical evaluation board sensitivity	1.96 mV/A
Output mode	Single-ended AOUT only
OCD threshold	1274.54 A(139% of FS)
DCDI address [Sensor 1]	0xAhex
DCDI address [Sensor 2]	0xBhex
DCDI address [Sensor3]	0xChex
Typical insertion resistance	2u.s2
Bus-bar thickness	2 mm
Bus-bar width	14 mm

三、系统与功能描述

调试过程

如果评估板与英飞凌编程器板配合使用，只需连接两块板并按照图形用户界面上的说明操作即可。若独立使用，用户需通过引脚17（VS+，LDO输入）为板卡供电，同时将引脚19（EN）连接到相同的电源电压以启用板载LDO，电源电压范围为[6,9]V。

功能模块描述

评估板由三个TLE4973电流传感器、一个EEPROM、一个LDO稳压器和一个连接器组成。电流传感器可精确感测交流和直流电流，EEPROM用于存储板卡设置，LDO稳压器用于稳定传感器的电源电压，连接器用于连接英飞凌编程器板。

传感结构布局与指南

三个传感器安装在PCB上，垂直插入母线槽内。母线宽14mm，厚2mm，槽宽3.2mm。更多关于传感结构设计的指南可参考相关应用笔记。

四、系统设计

原理图

为抑制高频噪声并满足EMC和ESD要求，在传感器的OCD引脚和DCDI引脚分别添加了1nF和100pF的旁路电容。同时，OCD和DCDI引脚连接了1kΩ上拉电阻，还采用了电压调节器为传感器提供稳定电压。

布局

评估板的主PCB由两层35μm的金属化层组成，传感器模块PCB更薄以适应塑料模块。为减少输出信号的共模噪声，每个传感器的AOUT和VREF走线在PCB上平行布置，还使用接地平面保护信号走线并减少寄生电感耦合。此外，传感器位置上不应放置散热片或其他导体材料，以避免涡流引起的误差。

物料清单

文档详细列出了主PCB和传感器模块PCB的物料清单，包括元件的数量、标识、值、注释和封装等信息。

连接器细节

评估板连接器用于连接评估板和编程器板，文档给出了连接器的引脚定义，包括每个引脚的功能，如模拟输出电压、参考电压、过流检测、数字控制诊断接口等。

五、系统性能

测试点

通过评估板连接器测量三个传感器的输出电压和OCD信号。

测试结果

测量结果

• 灵敏度和偏移随温度的漂移：在标称位置下，TLE4973评估板在整个温度范围内表现出极高的灵敏度稳定性和较小的偏移。
• 频率响应：测量了两个传感器的频率响应（增益和相位），并与有限元方法（FEM）模拟结果进行了比较，增益图以直流增益为基准进行了归一化。
• 串扰：串扰是由相邻导线产生的杂散磁场引起的灵敏度误差，可通过微控制器软件中的“矩阵补偿方法”进行补偿，也可通过调整传感器方向来降低。文档给出了补偿前串扰引起的灵敏度误差表格。
• 热性能：测试表明，当评估板中有电流通过时，板卡和器件会发热，若施加高电流，需要对板卡进行冷却。

模拟结果

• 导体和插入电阻：模拟了导体在有和无槽时的电阻，并计算了插入电阻。结果显示，有槽时导体电阻略有增加。
• 传感器位移引起的传输系数误差：模拟了传感器在x、y和z轴方向位移时传输系数的变化。

六、总结

TLE4973评估板为电子工程师提供了一个全面的平台，用于评估TLE4973电流传感器在三相系统中的性能。通过对评估板的深入了解，工程师们可以更好地将TLE4973应用到实际的汽车电流传感设计中。不过，在使用过程中一定要严格遵循使用须知和安全注意事项，确保测试和设计工作的顺利进行。大家在实际使用评估板时，是否也遇到过类似的挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。