电流传感器TLI4971/TLE4971 120A三相测量板深度解析

在电子工程师的日常工作中，电流传感器的应用十分广泛，尤其是在高压应用场景下，一款性能出色的电流传感器能为整个系统的稳定运行提供坚实保障。今天我们就来详细探讨一下英飞凌的TLI4971/TLE4971 120A三相测量板。

文件下载：Infineon Technologies TLI4971 EVAL 120A评估板.pdf

一、引言

1.1 三相评估板概述

TLI4971 EVAL 120A / TLE4971 EVAL 120A板是为支持设计和评估而开发的三相测量板。为了将传感器PCB与英飞凌通用评估板（CUR SENSOR PROGRAMMER）连接起来，测量板上安装了一个连接器。关于通用编程器板和接口GUI的详细描述可在“Programmer User Manual”应用笔记中找到。

这里有个问题值得思考，为什么要将传感器PCB与通用评估板连接起来呢？其实，这样做可以方便工程师对传感器进行编程和调试，提高开发效率。

1.2 订购信息

产品名称	描述	订购编号
TLI4971 EVAL 120A	三相电流传感器测量板	SP005343588
TLE4971 EVAL 120A	三相电流传感器测量板	SP005876845
CUR SENSOR PROGRAMER	通用接口和编程器板	SP004441438

工程师在订购相关产品时，一定要准确核对订购编号，避免出现错误。

二、板卡描述

2.1 层叠结构

TLI4971 EVAL 120A / TLE4971 EVAL 120A板由四层组成。两个外层的金属化厚度为140µm，内层的金属化厚度为35µm。

位置	描述
板卡尺寸	65mm x 85mm x 1.5mm
PCB材料	FR4
铜金属化	4层 140/35/35/140 um
热过孔	=0.3mm
封装连接	50um 焊料
表面处理	安装TLI4971的板：HASL；安装TLE4971的板：ENIG

这种层叠结构和材料的选择是如何影响板卡性能的呢？外层较厚的金属化可以提供更好的电气性能和散热性能，而内层的厚度则是在保证电气性能的同时，控制成本和板卡厚度。

2.2 引脚描述

测量板的引脚功能十分关键，它决定了板卡与其他设备的连接和通信方式。

引脚编号	符号	功能
1	AOUT1	模拟输出电压U相
2	OCD_A1	过流检测通道1，U相（开漏）
3	VREF1	参考输出的模拟电压；U相
……	……	……
24	V33	3.3V电源

在实际设计中，工程师需要根据这些引脚功能来进行电路连接和信号处理，确保各个功能的正常实现。

三、热性能

3.1 热评估

为了评估热性能，采用了特定的参考板。该三相板是英飞凌为高电流和高压应用推荐的参考板，因为其设计满足间隙和爬电距离的要求。

在评估过程中，进行了多次测量，包括安装散热器和使用风扇冷却的情况。通过对测量数据的分析，还得到了描述传感器热行为的等效电路图。

这里大家可以思考一下，散热器和风扇的使用对热性能的提升有多大呢？从实际测量结果来看，它们能够有效地降低板卡的温度，提高系统的稳定性。

3.2 热行为比较

将英飞凌的无引脚传感器封装与竞争对手的有引脚电流传感器封装进行了热行为比较。由于TLI4971的大暴露焊盘具有高导电性，温度可以更好地分布到PCB上。而有引脚封装（如测试的SOIC - 16竞争对手封装）则存在散热不佳的问题。

从红外图片可以明显看出，在50A电流下，TLI4971的封装温度为46.7°C，而竞争对手的有引脚传感器封装温度高达121°C。这充分体现了英飞凌无引脚传感器封装在散热方面的优势。

四、免责声明

在使用3 - 相传感板时，必须仔细阅读并理解以下安全预防措施：

• 传感器板上的传感器设备仅提供功能隔离，用户需要自行确保高压和低压域之间的适当电压隔离，以防止受伤或死亡。
• 操作员需要为3 - 相传感器板添加额外的隔离，以保护用户免受高压危害。
• 该设计使用未受保护的高压，因此只有熟悉电力电子高压应用和相关机械的人员才能在高压环境中进行传感器板的安装、启动和后续维护。
• 3 - 相传感器板上的传感器在传感操作期间可能会变热，在没有额外冷却或散热器的情况下，板卡不能连续承载高电流（最大20Aoc）。
• 驱动或负载的错误应用或安装可能会导致组件损坏或缩短生产寿命。
• 使用TLI4971的传感板包含对静电放电（ESD）敏感的部件和组件，在安装、测试、维修或修理该组件时需要采取静电控制预防措施。

这些安全预防措施是保障工程师人身安全和设备正常运行的重要保障，大家一定要严格遵守。

总之，TLI4971/TLE4971 120A三相测量板在设计和性能上都有很多值得我们学习和借鉴的地方。在实际应用中，我们要充分发挥其优势，同时也要注意安全问题，确保系统的稳定运行。希望这篇文章能对大家有所帮助，如果你在使用过程中有任何问题，欢迎随时交流。