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電流傳感器為工業和汽車應用領域提供

2023/6/25 11:20:11 點擊:

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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