TLE4972评估板：汽车电流传感的利器

在汽车电子领域，精确的电流传感对于系统的稳定运行至关重要。英飞凌的TLE4972评估板为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估和测试TLE4972磁电流传感器在汽车应用中的性能。今天，我们就来详细了解一下这款评估板。

文件下载：Infineon Technologies TLE4972 EVAL STD PCB评估板.pdf

评估板概述

TLE4972评估板专为支持设计和评估而开发，帮助用户熟悉TLE4972电流传感器。完整的评估套件包括评估板和编程器板。编程器板为评估板上的传感器供电，并方便与每个传感器进行快速简单的接口连接。若不使用编程器板，用户需外部提供电源。

交付内容

交付内容仅包含TLE4972评估板。

功能框图

评估板包含三个TLE4972无芯磁电流传感器，适用于三相系统测试。该板设计用于在低电压系统（≤50 V）中安全运行。为避免损坏笔记本电脑，建议在系统运行时断开编程器与笔记本电脑之间的USB电缆。

主要特性

• 三个TLE4972传感器，用于三相系统测试。
• 板载EEPROM，用于存储板设置。
• 与英飞凌电流传感器编程器兼容。

评估板参数和技术数据

参数	详情
产品	TLE4972 - AE35D5
封装	PG - TDSO - 16
评估板名称	TLE4972 EVAL STD PCB
评估板订单号	SP005632136
插入方法	45°S - 弯在PCB上
满量程（FS）	±225.06A
典型电流轨传输因子	42.96 pT/A
典型传感器灵敏度	124mV/mT(S5)
典型评估板灵敏度	5.33 mV/A
输出模式	半差分
OCD1阈值	313.83A (139% of FS)
OCD2阈值	185.99 A (82% of FS)
典型插入电阻	55uΩ
电流轨宽度	14 mm
电流轨厚度	140 um（两层）

系统和功能描述

调试

• 若评估板与英飞凌编程器板配合使用，只需连接两块板并遵循GUI上的说明即可。
• 若评估板独立使用，用户需使用评估板连接器的引脚16（电源正端）和引脚20或22（电源接地端）为板提供5 V电源。为启用板载LDO，引脚14也必须连接到5 V。

功能模块描述

评估板由三个TLE4972电流传感器、一个EEPROM、一个LDO调节器和一个连接器组成。三个TLE4972电流传感器可精确感应交流和直流电流；EEPROM用于存储板设置；LDO调节器用于稳定传感器的电源电压；连接器用于连接到英飞凌编程器板。

传感结构布局与指南

三个传感器安装在PCB上，并放置在PCB内的电流轨上方。传感器扭转45°，以减少三相之间的串扰，同时不影响传感器的频率响应和导体的插入电阻。电流轨有一个0.5 mm的S形狭缝。

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VDD引脚、AOUT和VREF引脚、OCD1和OCD2引脚分别添加了220 nF、6.8 nF和1 nF的旁路电容。此外，传感器的OCD1和OCD2引脚连接到1 kΩ上拉电阻。同时，还实现了一个电压调节器，为传感器提供稳定的电压。

布局

评估板由两个35μm的外层金属化层和两个140μm的内层金属化层组成。内层用于承载传感器感应的高电流。AOUT和VREF走线在PCB上并行布线，以最小化输出信号上的共模噪声。此外，使用接地平面保护信号走线并减少寄生电感耦合。在TLE4972及其输入和输出引脚下方切割接地和电源平面，以避免涡流引起的误差。

物料清单

物料清单包含了评估板所需的各种元器件，如LDO、电流传感器、EEPROM、电阻、电容和连接器等。具体信息如下表所示：	数量	标识符	值	封装	描述
1	U5		SOIC - 8	TLS208D1EJV33 (LDO)
3	U2,U3,U4	-	PG - TDSO - 16	TLE4972 (电流传感器)
1	U1		TSSOP8_W	M24C02 - WDW6TP (EEPROM)
2	R3,R4	100 ±1%	R0603	EEPROM电阻
8	R1, R2,R5,R6,R7, R8,R9, R10	1kΩ±1%	R0603	上拉电阻
1	P1		HDR2X12 - Wurth WR - BHD	24引脚（2x12）接头
6	C5,C6,C10,C11, C15,C16	6.8 nF,25V	C0603	AOUT和VREF电容
6	C3,C4,C8,C9,C13, C14	1nF,25V	C0603	OCD1/OCD2电容
7	C1,C2,C7,C12,C21, C22,C25	220nF,25V	C0603	旁路电容
2	C23,C24	22 pF,10V	C0603	旁路电容

连接器细节

评估板连接器用于建立评估板与编程器板之间的连接。连接器的引脚具有不同的功能，如模拟输出电压、过流检测通道、参考电压等。详细的引脚功能如下表所示：	引脚编号	引脚功能
1	传感器1的模拟输出电压
2	传感器1的过流检测通道1（开漏）
3	传感器1的参考电压
4	传感器1的过流检测通道2（开漏）
5	传感器2的模拟输出电压
6	OCD1_2	传感器2的过流检测通道1（开漏）
7	VREF2	传感器2的参考电压
8	OCD2_2	传感器2的过流检测通道2（开漏）
9	AOUT3	传感器3的模拟输出电压
10	OCD1_3	传感器3的过流检测通道1（开漏）
11	VREF3	传感器3的参考电压
12	OCD2_3	传感器3的过流检测通道2（开漏）
13	保留	额外的ADC输入，连接到编程器板上的uC XMC4700 P14_7
14	VSENS	LDO使能信号，可短接到VS以启用传感器电源
15	保留	额外的ADC输入，连接到编程器板上的uC XMC4700 P14_9
16	V5	5V电源电压
17	保留	外部触发输入，连接到编程器板上的uC XMC4700 P4_0
18	保留
19	SCL	与英飞凌评估板上的外部EEPROM通信的时钟
20	GND	接地连接
21	SDA	与英飞凌评估板上的外部EEPROM通信的数据链路
22	GND	接地连接
23
24	保留

系统性能

测试点

三个传感器的输出电压以及OCD信号从评估板连接器测量。

测试结果

测量结果

• 灵敏度和偏移随温度的漂移：结果显示，在整个温度范围内，灵敏度极其稳定，偏移较小。
• 频率响应：测量了三个传感器中的两个的频率响应（增益和相位），并与有限元方法（FEM）模拟结果进行了比较。
• 串扰：串扰定义为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，也可通过不同的传感器定向来减少串扰。
• 热性能：测量表明，当通过大电流时，需要对评估板进行冷却。

模拟结果

• 导体和插入电阻：模拟了导体在有和没有狭缝的情况下的电阻，并计算了插入电阻。
• 传感器位移引起的传输因子误差：展示了传感器在x、y和z轴方向上位移时传输因子的变化。

注意事项

评估板仅用于评估和测试目的，并非商业产品，不适合批量生产。在使用评估板时，需注意安全预防措施，如在断开或重新连接电线、进行维护工作前，务必移除或断开驱动器的电源；避免在逆变器中使用评估板时将编程器连接到笔记本电脑等。

TLE4972评估板为工程师提供了一个全面的平台，用于评估TLE4972电流传感器在汽车应用中的性能。通过对评估板的详细了解和测试，工程师可以更好地将TLE4972应用到实际项目中。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。