探秘Riedon™ SSA - 2系列分流传感器：模拟信号的精准之选

在电子工程师的日常设计工作中，选择合适的传感器至关重要。今天，我们就来深入了解一下Bourns旗下的Riedon™ SSA - 2系列分流传感器，看看它在模拟信号处理方面有哪些独特之处。

文件下载：Bourns SSA-2模拟分流传感器.pdf

产品特性

基本参数优势

SSA - 2系列传感器适用于100 A至1000 A的交流或直流电路，具备1500 VDC的加强隔离，公差仅为±0.2 %，能提供±2.5 V峰值的放大差分输出，并且符合RoHS标准。这意味着在各种复杂的电路环境中，它都能稳定、准确地工作，为工程师们提供可靠的数据支持。

型号规格对比

特性	SSA - 2 - 100A	SSA - 2 - 250A	SSA - 2 - 500A	SSA - 2 - 1000A
标称电流 (A)	100	250	500	1000
差分模拟输出（2.6伏最大未削波）	±12.5mV/A	±5mV/A	+2.5mV/A	±1.25mV/A
功耗（初级端子额定电流）	4W	9W	17W	35W
最大电流（未削波输出）	200A	500A	1000A	2000A
过电流（1 s，削波）	600A	1500A	3000A	6000A
电源（3.0至5.5 VDC，高阻抗负载）		@3.0V，20 mA典型		@5.5V，40 mA典型
DC偏移@25°	≤±0.4mV(10 Hz LP滤波器)
初始精度@25°	+0.2%（使用直流电流校准前偏移归零）
带宽（电子设备）	300kHz
反应时间（典型）	1.6s（输入阶跃函数，输入50%上升到输出50%上升）
共模抑制比	CMRR: - 100dB@DC， - 98dB@10kHz
共模瞬态抗扰度	CMTI: 80 kV/μS典型，55 kV/μS最小
信噪比 (SNR)	VIN = 100 mVPP，fIN = 1KHz，BW = 10 KHz 80 dB最小，84 dB典型；VIN = 100mVPP，fIN = 10 kHz，BW = 100kHz 70 dB典型
长期稳定性	<0.2% 1000小时45°C端子温度；<0.5% 1000小时100°C端子温度
加强隔离	1500 VDC 1000 VAC RMS（最大连续工作电压）
介电强度	3500 VAC RMS 1分钟
工作温度	- 40 °C至 + 115 °C环境； - 40°C至 + 125°C初级导体（见第4页降额曲线）
存储温度	- 55°至 + 125°

从这些规格中我们可以看出，不同型号的传感器在电流处理能力、输出特性等方面存在差异，工程师们可以根据具体的设计需求进行选择。

应用领域

该系列传感器在多个领域都有广泛的应用，如电池系统、可再生能源、电机驱动以及电动汽车充电站等。在电池系统中，它可以精确测量电流，帮助管理电池的充放电过程，延长电池寿命；在可再生能源领域，能准确监测发电设备的输出电流，提高能源利用效率。大家在实际应用中，有没有遇到过因为传感器精度不够而导致系统性能下降的情况呢？

产品尺寸与连接

尺寸规格

不同型号的传感器在尺寸上也有所不同，具体如下：	型号	SSA - 2 - 100A	SSA - 2 - 250A	SSA - 2 - 1000A
A		63.5±0.5 (2.50±.020)
B		84±0.5 (3.307±.020)
C			40±0.5 (1.575±.020)
D	3±0.5 (.118±.020)		4±0.5 (.157±.020)
E	16.4±0.5 (.646±.020)		17.4±0.5 (.685±.020)
F		48.7±0.5 (1.917±.020)	68.7±0.5 (2.705±.020)
G		28±0.5 (1.102±.020)
H		8.7±0.5 (.343±.020)
I				19±0.5 (.748±.020)
J				10.5±0.5 (.413±.020)
质量 (g)	67	69	84	145

在设计电路板时，这些尺寸信息是必须要考虑的因素，以确保传感器能够合理地安装在系统中。

连接器选择

该系列传感器的连接器也有明确的规格：	匹配连接器	Molex零件编号
4针母头	1053071204
20 - 22 AWG母头压接端子	1053002200*
4针TPA（可选）	1053251004

*注：对于115 °C温度等级，使用镀金（Au）触点。

可选配件

底座安装夹具

有SSA - BASE（适用于SSA - 2 - 100A ~ SSA - 2 - 500A型号）和SSA - BASE - 1K（适用于SSA - 2 - 1000A型号）两种可选。这些夹具具有坚固的设计，采用5/16 - 18不锈钢硬件，扭矩螺母为11 - 13 ft - lb（15 - 17.6 N - m），配件由UL 94 - V0级材料制成，能为传感器提供稳定的安装基础。

电源/串行连接电缆

SS - CABLE - 1M适用于所有SSA - 2型号，采用彩色编码的22 ga电线，有两对双绞线，标准长度为1米。其引脚定义如下：	颜色	信号	引脚
白色	模拟(-)	1
黄色	模拟(+)	2
黑色	接地	3
红色	+3.0至5.5V	4

常见问题解答

与霍尔效应技术对比

与霍尔效应技术相比，SSA - 2系列具有抗杂散磁场干扰、单极性电源要求、无磁滞现象、低噪声分辨率和偏移性能可实现精确低电流测量、在整个温度范围内具有出色的偏移、增益和线性度性能、低噪声、更高带宽（300 kHz vs 50 kHz）、重量更轻、稳定性更好、对导体位置不敏感以及无需定期校准等优势。大家在实际应用中，有没有对比过这两种技术的优劣呢？

交流测量适用性

该系列传感器具有较宽的带宽，适用于交流和直流电流的测量。

输出与温度关系

虽然文档中未明确给出输出随温度的具体变化情况，但我们可以通过查看典型输出与温度的关系图，对其有一个大致的了解。

温度降额

从文档中的降额曲线可以看出，在不同的温度环境下，传感器的性能会有所变化，工程师们需要根据实际情况进行设计。

过载能力

当输入电流超过相应的最大未削波电压输出2.62伏时，输出读数将饱和，最终过载能力受降额曲线的热限制。

连接方式

连接传感器端子时，要确保连接清洁且准备充分，螺栓必须按照硬件制造商的建议进行扭矩拧紧，要有足够的夹紧力以确保正确连接。对于铜、铜包铝或铝导体，应保证一定的重叠面积。

适用电线尺寸

文档中未明确提及适用的电线尺寸，大家在实际应用中可以根据电流大小和导体长度等因素进行选择。

发热情况

该系列传感器产生的大部分热量通过初级导体散发，因此要确保初级导体的尺寸合适，建议导体的最大温度为70 °C。如果存在热问题，增大导体尺寸有助于降低传感器的工作温度。

安装位置

由于该系列传感器完全隔离，因此可以安装在电路的低端或高端。

热电动势

当分流传感器的两个传感端子经历不同温度时，会产生热电动势。但该设备的差分输出基本消除了这种现象，不过两个载流端子仍可能存在温度差，偏移量为0.5 mV/°C。

数字输出版本

Bourns计划在不久的将来开发数字输出版本，大家是否期待数字输出版本能带来更多的便利呢？

功能布局图

文档中提供了一般布局的功能图，有助于工程师们了解传感器的内部结构和工作原理。

提高信噪比

可以通过过采样和平均两种方法来提高信噪比和分辨率。

差分输出转换

可以将差分输出转换为单端输出，VCM将成为新的零电流点，输出将偏移该值，R3、R4、RS设置增益。也可以使用两个单端ADC通道分别测量OUTP和OUTN相对于地的电压，然后通过软件相减得到差分电压。

输出信号高频噪声

该系列传感器的输出斩波电路工作在625 kHz，这是为了实现良好的直流精度和低温度漂移。斩波噪声是调制到高频的差分误差，远高于传感器300 kHz的带宽，必要时可使用模拟滤波器进行衰减。

提高精密直流电流读数稳定性

可以采用模拟滤波和数字滤波两种方法。模拟滤波可在A/D转换器前使用低通RC滤波器，选择较低的实用滤波器频率，优先考虑较低的电阻值和较高的电容值以降低约翰逊噪声和输出阻抗；数字滤波可由CPU进行，通过平均多次读数来稳定读数，但会消耗CPU周期。

快速上升电流过冲问题

在方波或脉冲应用中，若不进行滤波，由于分流器的趋肤效应，输出会出现过大的幅度。滤波是解决该问题的常用方法，可以在传感器输出端或电子设备的传感侧添加滤波器。

总之，Riedon™ SSA - 2系列分流传感器在模拟信号处理方面表现出色，具有多种优势和丰富的应用场景。但在实际使用中，工程师们还需要根据具体的设计需求，综合考虑各种因素，以确保系统的性能和稳定性。大家在使用该系列传感器时，有没有遇到过其他问题或者有什么独特的使用经验呢？欢迎在评论区分享。