表面贴装电流传感器集成电路的直流电流能力测试分析

本应用笔记讨论了表面贴装电流传感器集成电路的直流和瞬态电流能力以及保险丝特性。它涵盖了执行的测试和结果的局限性，以及包括大电流脉冲行为，直流电流能力的测试结果。

介绍

Allegro MicroSystems，LLC提供集成导体的电流传感器IC解决方案的广泛产品系列。这些产品可用于多种应用中的电流测量，包括电机控制，逆变器，负载检测和管理以及过流故障检测。对于正常工作电流高达50 A的应用，Allegro提供多种标准表面贴装封装的电流传感器IC，例如SOIC-8，SOICW-16，QSOP-24和QFN1。由于它们集成了导体，因此这些传感器IC与其测量的电流串联放置。集成导体的电阻特别低（取决于封装，为1.2mΩ或更小），因此在正常工作条件下它们产生的热量很少。但是，就像当前路径中的所有组件一样，

传感器IC比较

测试执行和结果限制

这项研究的重点是Allegro提供的基于SOIC-8，SOICW-16和QFN的电流传感器IC。重要的是要注意，即使它们使用相同的通用SOIC-8或SOICW-16封装，但这些封装的内部构造可能因产品而异。

除非另有说明，否则此处提供的所有数据都是在室温下收集的产品，这些产品已焊接到Allegro2开发的特定于产品的演示板上。散热特性，特别是在中等电流（<150 A）下的散热特性，将取决于用于电流传感器IC附近的大电流走线的PCB布局而变化。其他因素，例如PCBA是否用保形涂层封装（即，如果“灌封”）以及PCBA放置的外壳，可能会影响系统的热特性。这项研究的目的是比较和对比上面列出的各种产品系列的相对性能，并对每个包装能够承受的电流水平和持续时间给出一个总体思路。

测试结果

高电流脉冲行为（保险丝特性）

当Allegro的集成导体电流传感器IC暴露于高电流下时，会发生两种不同的故障模式。根据流过导体的电流的大小和持续时间，可能会出现以下两种或两种以下故障模式：

1.裸片可能会因受热而损坏，如果裸片承受的温度超过165°C，则可能会发生这种情况。

2.初级导体将充当保险丝并断开。

图2显示了LC1封装（ACS712 / 3/4/5和ACS724 / 5器件）的这些故障模式的时间与电流的关系曲线。蓝色曲线表示直到导体熔断的时间，黑色曲线表示直到芯片达到165°C的时间。在中等电流（<150 A）下，这些传感器IC会在熔断之前过热，这意味着在这些电流水平下，PCB布局和应用组装会对故障时间产生重大影响，因为它们有助于或阻碍电流流动。热量从传感器IC散发出去。对于更高的瞬态电流（> 150 A），传感器IC倾向于在芯片裸片过热之前熔断。这些事件的熔断时间主要取决于集成导体的尺寸和形状，并且因应用而异。最终，

LC1（SOIC-8）封装类型的保险丝和过热时间与电流的关系

除了故障点，传感器IC熔断时的故障行为也很重要。通常，当集成导体熔断时，导体的最薄部分会分解，并且包装可能会破裂。在执行的所有测试中，当设备在过热之前熔化时，该故障不会导致设备的一次和二次之间发生任何短路。但是，如果包装已损坏，则设备的隔离等级将受到影响。

编辑：hfy