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无芯霍尔效应电流传感器集成电路(IC)和共模场抑制

电子设计 2021-04-27 17:58 次阅读

本应用笔记介绍了无芯霍尔效应电流传感器集成电路(IC)和共模场抑制。该文档涵盖了差动电流检测中的限制因素,均匀外部场的共模抑制,附近载流导体的场的共模抑制以及实验数据。

Allegro电流传感器IC使用霍尔效应来测量由集成的载流环路产生的磁场,并将磁场转换为与电流成比例的电压。该技术具有许多优点,包括电流隔离,低功耗和在整个温度范围内具有较高的精度。该技术还具有几乎为零的磁滞,因为没有用于集中磁场的磁芯。然而,不使用芯的缺点是传感器IC容易受到杂散磁场的影响。使用磁芯时,杂散磁场会在传感器IC周围分流,因为磁芯在传感器IC周围提供了低磁阻路径。如果没有磁芯,霍尔板会看到例如带有大电流的走线或螺线管产生的杂散场,并可能导致电流测量误差。正确的电路板和系统设计可以避免电流测量中的这些误差源;但是,优化的走线布局会不利地限制PCB和系统设计。解决此问题的方法是集成差分电流检测。

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ACS724集成电流传感器IC

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具有差分霍尔板配置的集成电流传感器IC引线框

差分电流感测理论

差分电流感测的基本原理是,在载流导体两侧产生的电场极性相反。这意味着当使用如图2所示的载流引线框架时,霍尔板1(H1)将看到页面外的一个字段,霍尔板2(H2)将在页面中看到该电流的一个字段如图所示。当电流传感器IC上存在一个公共场时,两个霍尔板将看到相同的场。通过减去两个霍尔板的输出,一个人就可以拒绝这些外部产生的场。差分电流传感器IC的输出为:

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此处,B1是H1看到的场,B2是H2看到的场,G是传感器IC的增益,单位为mV / Gauss。如果有电流流过引线框(I)和传感器IC(BC)上的共模场,则差分传感器IC的输出将为:

共模场(BC)被抵消,输出信号仅与流经传感器IC的电流成比例。此外,由于霍尔板仅测量一维场,因此传感器IC将忽略任何其他平面中的外部场。

编辑:hfy

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