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    霍爾電流傳感器在整流器和器電源中的應用
    點擊次數:1203 發布時間:2020-05-23
      霍爾電流傳感器在整流器和器電源中的應用
     
      整流器和器電源單元(PSU)中的功率因數校正(PFC)電路和逆變電路都需要將壓側的電流信號到位于低壓側的器,因此要用到式電流傳感器。式電流有多種實現方式,例如電流互感器(CT)、放大器和霍爾效應電流傳感器。其中,霍爾效應電流傳感器因其簡便易用、、體積小且具有直流能力,成為比較理想的選擇。
     
      電流互感器是基于變壓器的原理對電流進行采樣,使用CT可以MOSFET或者IGBT的開通電流。CT的響應速度使其適合于用做峰值電流和過流保護。但是基于變壓器耦合原理的CT無法感測直流或低頻的電流,從而導致其不能直接工頻AC電流,或因為只開通電流的間接方法而損失測量(沒有關斷電流)。另外,由于CT需要使用鐵氧體磁芯,體積很難做小,而體積較大的CT又會增大電源開關環路,產生的電壓和噪聲干擾。
     
      而霍爾效應電流傳感器則是一種、體積小的選擇,它可以在直流條件下工作,而且能夠以良好的線度和測量包含了開通和關斷的AC總電流。同時,霍爾效應電流傳感器的體積可以做到SOIC-8的封裝,同一顆集成IC一樣大小,使PCB的布局加,實現的功率密度。
     
      表1對霍爾效應電流傳感器與電流互感器進行了比較。
     
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      在將霍爾效應電流傳感器應用于電源或器PSU時,需要評估電流的范圍、連續電流耐受能力、響應速度(/帶)和電壓等。在某些情況下,電源或器電源可能還需要向上位機匯報當前的運行功率,此時的霍爾電流傳感器(如TI的TMCS1100)可幫助系統實現≥1%的電流。
     
      圖1展示了,在分別使用3.3 V和5 V供電情況下,霍爾效應電流傳感器的應用電路。與使用3.3 V電源供電相比,使用5 V供電可用拓霍爾傳感器的電流范圍。以TMCS1100A1為例,霍爾傳感器的靈敏度為50 mV/A:如果使用3.3V電源,則電流范圍為-33 A?+ 33 A(雙向);而使用5.0V電源時,電流范圍可以擴展到-50 A?+ 50A。另外,在設計中應當注意,除了電流范圍之外,還需要考慮傳感器的連續電流耐受能力,當電流耐受力不足時,可以通過改善傳感器的散熱來優化。
     
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    (a)
     
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     (b)
      圖1:霍爾效應電流傳感器的常見應用:采用3.3 V電源的霍爾效應電流傳感器(a);采用5 V電源的霍爾效應電流傳感器(b)
     
      在使用霍爾效應電流傳感器的電路板布局中,要注意以下因素:
     
      散熱:盡量增大一次側電流導線的覆銅面積,可以提霍爾電流傳感器的散熱能力,從而增加傳感器的大平均電流耐受能力。另外,還可以使用厚銅箔的PCB,或者在初走線上放置一些散熱過孔,或者把霍爾電流傳感器和PCB走線放置在風道內,都可以改善霍爾電流傳感器的平均電流耐受能力。
     
      一次側電流磁場:布局時,應盡量避免大電流的走線靠近霍爾電流傳感器。
     
      要求:從系統整體考慮爬電距離和電氣間隙,當霍爾電流傳感器無法所需的PCB爬電距離時,可以在電路板上挖槽以達到系統的要求。
     
      總結,在整流器和器PSU中,CT適合于峰值電流和過流保護,但它體積較大且不?;魻栃娏鱾鞲衅黧w積小,,使用簡單方便,并且適合交流線路電流。希望本文介紹的關于霍爾電流傳感器的一些用法對大家有所幫助。
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