电流感应器在电动汽车 (EV) 充电和太阳能逆变器系统中的应用

在电动汽车 (EV) 充电和太阳能逆变器系统中，电流传感器通过监测分流电阻器上的压降或流过导体的电流产生的磁场来测量电流。这些高压系统使用电流信息来控制和监控功率转换、充电和放电。

霍尔效应和基于分流器的电流传感器是需要电流感测的最常见技术之一。然而，迄今为止，在高压应用中使用霍尔效应传感器一直存在问题。在本文中，我将回顾选择每种拓扑时的注意事项，并重点介绍最新的创新，这些创新使得在高压应用中使用霍尔效应电流传感器来简化电流感应成为可能。

在整个电流范围内，基于分流器的电流传感器通常比霍尔效应电流传感器更准确。使用稳定的放大器技术或精密模数转换器 (ADC) 和精密分流电阻器，工程师可以在整个电流测量范围、温度和使用寿命内实现小于 1% 漂移的高精度。基于分流器的传感器在汽车牵引逆变器、伺服驱动器和电动汽车充电基础设施应用中很受欢迎。

放大器和精密 ADC 通常监视分流电阻器上的压降并提供成比例的输出。每种电流感应解决方案在工作电压、失调、漂移、带宽和易用性方面都具有不同的功能。基于分流器的系统存在一些限制因素——由于器件的架构，它们通常具有较慢的传播延迟，并且增加了设计复杂性，例如高侧和低侧功率。基于分流器的设备还要求您仔细考虑分流电阻器参数和功耗。

另一方面，封装内霍尔效应电流传感器通常比基于分流器的解决方案更具成本效益，具有更快的传播延迟，并且更易于设计到系统中。通过封装内解决方案，电流流经引线框架上的封装，从而无需精密电阻器并降低成本和材料清单。此外，无需高侧和低侧电源；您可以使用一个低侧电源为霍尔效应电流供电，进一步降低设计复杂性。

利用霍尔效应传感器创新简化高压电流感应

尽管霍尔效应电流传感器具有诸多优势，但大多数设计人员都忽视了这些用于高压系统的设备，因为它们在温度和使用寿命方面具有较高的漂移。由于电子和隔离衰减，霍尔效应电流传感器在其使用寿命内可能会出现显着漂移。

为了解决这些缺点，我的同事们研究了一种解决方案，将TMCS1123霍尔效应电流传感器的使用寿命灵敏度漂移误差显着降低至 ±0.5%，使工程师能够设计出在整个使用寿命期间需要较少校准或维护的高压系统系统的。我们还将整个寿命和温度范围内的总最大灵敏度误差降低至 ±1.75%，这有助于提高效率并减少昂贵的系统校准。此外，TMCS1123 还具有差分霍尔效应传感功能，可显着减少磁场干扰或串扰，并具有过流检测、精密电压基准和传感器警报等其他功能。

TMCS1123 (如需数据手册、样片测试、采购、BOM配单等需求，请加客服微信：13310830171。)还解决了霍尔效应传感器中常见的一些其他限制，例如限制设备可处理电流量的引线框架电阻和硅芯片热约束。 TMCS1123 在 25°C 时可实现 75 A RMS，并且无需校准即可在整个温度和使用寿命内实现 ±1.75% 的灵敏度误差，使其成为整个系统使用寿命内的高精度解决方案。

电流感应设计注意事项

让我们回顾一下为系统选择电流传感器时的一些主要考虑因素。首先，准确性是一个重要的考虑因素，并且应该是确定可行技术的首要定义参数之一。其次，额定功率对于上述所有技术都是至关重要的；系统的电压和电流水平必须在设备指定的参数范围内才能安全有效地运行。带宽和速度是主动控制开关系统所必需的，例如太阳能中的隔离式 DC/DC 转换器。设计复杂性是另一个关键因素 - 霍尔效应电流传感器