電流傳感器為工業和汽車應用領域提供
SCT系列電流傳感器為工業和汽車應用領域內AC,DC的電流檢測提供了體積更小,性價比更高的解決方案,并可提供多種輸出模式。
優勢特征:
? 應用hall感應原理的開環型電流傳感器
? 單電源5V供電
? 支持單向,雙向輸出
? 模擬信號輸出
? 原邊測量電流范圍可從±50A-±200A
? 傳感器工作溫度范圍:-40 °C to +125°C
(150A為-40 °C to +105°C;200A為-40 °C to +85°C)
? 零點輸出電壓:
-xR:偏置QVO與供電電源VCC等比例輸出,增益Gain固定
VQVO=VCC/2 or VCC/10
-xF:偏置QVO和增益Gain均固定
VQVO=2.50 or 0.50
? 良好的精度、線性度以及溫漂
? 低內阻,可有效控制發熱功耗
產品應用:
? EV/HEV電機控制器
? 變頻器
? DC/DC
工作原理:
開環電流傳感器利用安培定律(一根通電直導線周邊產生的磁場與導線中的電流成比例),利用 hall 器件的特性,通過檢測原邊電流產生的磁場強度 B 的大小,從而檢測出導線中的電流大小。在磁滯的線性區間內,B 與 I 的比例
關系為:
B(IP)= K * IP (K 為常數)
Hall電壓可以表示為 :
VH=(RH/d) * I * K * IP
除了 IP 是變化量,其余都是常量,由此:
VH=K1 * IP(K1 為常數)
特定的Hall芯片通過放大VH從而得到電壓來推算出原邊電流。
推薦電路:
性能參數定義:
? 靜態輸出電壓(QVO):在無明顯磁場B = 0 G狀態下的傳感器輸出電壓VQVO
-xR: VQVO和增益與電源電壓VCC具有恒定的比率; ???????? = ????????? or ???????? = ???????????
-xF: VQVO和增益在一定范圍內不隨電源電壓VCC變化而變化;???????? = ??. ???? or ???????? = ??. ????
? 靈敏度Sens(Sensitivity): Sens是參考輸出直線 ???????? = ???????? + ?? × ?????????_??????的斜率,指隨著電流的變化,輸出的變化,其與電流的關系是:???????? = ???????_??????
? 零點溫漂(Offset with Temperature):由于內部部件的公差,所受應力以及散熱因素,零點在工作環境溫度下可能會發生偏移。
? 靈敏度溫漂(Sensitivity with temperature):由于內部的溫度補償系數的影響,靈敏度在整個工作溫度下會比在常溫下的預期值發生變化。
? 零點電失調電壓(Electrical Offset Voltage):由于HALL元件以及內部的運算放大器本身的放大倍數的噪音引起的誤差,稱之為失調電壓
? 零點磁失調電壓(Magnetic Offset):在原邊電流由最大值IP—>0時,由于傳感器的磁芯材料的磁滯現象引起,在輸出端產生的誤差稱之為零點磁失調電壓
? 零點失調電壓(offset voltage):零點失調電壓是原邊電流為零時的輸出電壓,理想值為???????? = ?????????(或者為2.5V)。因此,VQVO與理想值的差異稱為總零點失調電壓誤差。此偏移誤差可歸因于零點電失調電壓(由于ASIC內部QVO調整的分辨率)、磁偏移、溫度漂移和溫度引起的磁滯。
? 響應時間 (Response Time):傳感器的響應時間指的是當所施加電流達到最終的90%與傳感器輸出到所施加電流的對應值之間的時間間隔
? 上升時間 (rise time):傳感器的上升時間指的是傳感器輸出10%與達到最終的90%時的時間間隔
? 零點比率誤差(QVO Ratiometricity error):供電電壓 VCC 從 5.0V 變化到 4.75<VCC1<5.25V 時,
傳感器零點輸出與理論值的偏差,公式定義如下:
???? =
(??
??????(????????)
??
??????(??.????)
? ??
??????
???. ??
× ??????%
? 線性度 (Linearity):與參考輸出直線 (-BR模式:??out =
??
????
?2 + ?? ×
??
??
?I )
(-BF模式下:?? = ??. ?? + ?? ×
??
??
? )的對比,最大的正向或者反向誤差
??(??????)
VOUT
非線性示例
IP
參考輸出直線
線性誤差曲線
? 總輸出誤差(Total Output Error ETOT): 傳感器的電流測量值與實際電流(IP)之間的差值, 公
式定義為理想輸出電壓和實際輸出電壓之間的差值除以理想靈敏度:
??
??????(????)
=
????
??????(??
??
)
? ????
??????(??????????)(??
??
)
????????
(??????????)
× ??
??
????
??????(??????????)(??
??
)
= ????
??????(??)
+ (????????(??????????) × ??
??
)
在相對較高的電流下,ETOT 主要是由于靈敏度誤差造成的;而在相對較低的電流下,ETOT 主要是由于偏
置電壓誤差(VOE)。 實際上,當 IP 接近零時,由于偏置電壓誤差,ETOT 接近無窮大。
注意事項:
1. 錯誤的接線可能導致傳感器損壞。傳感器接 5V 電源后,被測電流從傳感器箭頭方向穿過,即可在
輸出端測得相對應的電壓值。
2. -BR:輸出電壓 VOUT 是與供電電壓 VCC 成正比例關系,???????? =
??
????
?
??
+ ?? ×
??
??
?
??
,供電電壓變
化,會引起 VOUT 等比例的變化。
例如:VCC 范圍 4.75V~5.25V;對應 0A 下的靜態輸出電壓 VQVO 輸出范圍為 2.375V~2.6255V 。滿
量程 VOUT(IPMAX)的輸出范圍為 4.275V~4.725V。
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