在各類電機(jī)、電源和功率系統(tǒng)中，電流檢測(cè)是常見(jiàn)需求。而對(duì)于超過(guò)50A的電流檢測(cè)，要考慮的因素相對(duì)更多，如散熱、檢測(cè)方案的占板面積以及可能的隔離電壓需求等。傳統(tǒng)的shunt電阻加運(yùn)放，可能熱損失較大且若是高邊檢測(cè)對(duì)運(yùn)放共模范圍要求可能也高；如果有隔離需求，還要外加光耦器件等。而對(duì)于電流互感器來(lái)說(shuō)，其體積較大并且易有磁飽和問(wèn)題。

采用隔離集成的、內(nèi)置小型磁環(huán)的霍爾電流傳感器芯片可有效應(yīng)對(duì)以上問(wèn)題，為用戶帶來(lái)小型化、高精度、簡(jiǎn)便設(shè)計(jì)的解決方案。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

             

CH704系列產(chǎn)品是意瑞專為50A以上大電流檢測(cè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的隔離集成式電流傳感芯片，具有高精度、增強(qiáng)絕緣耐壓、高可靠性、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。該芯片內(nèi)部集成一個(gè)精密的可編程線性霍爾芯片、一個(gè)小型聚磁環(huán)以及一個(gè)導(dǎo)通電阻為0.1m?的銅排，可實(shí)現(xiàn)+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A的電流檢測(cè)，并且通過(guò)工廠預(yù)編程可測(cè)量最大400A的浪涌電流。內(nèi)部的低偏移、斬波穩(wěn)定的線性霍爾芯片結(jié)合獨(dú)特的溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)CH704全溫范圍（-40℃到150℃）內(nèi)良好的溫度一致性。出廠前芯片已做好靈敏度和靜態(tài)（零電流）輸出電壓的校準(zhǔn)，全溫度范圍內(nèi)提供 ±1% 的典型高精度。

主要參數(shù)

?介質(zhì)強(qiáng)度測(cè)試電壓：4800Vac
?基礎(chǔ)隔離工作電壓：1187Vdc / 840Vac；加強(qiáng)絕緣工作電壓：672Vdc / 475Vac
?AEC-Q100 車規(guī)級(jí)芯片認(rèn)證 (CH704A)
?輸出電壓與電流成正比：+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A
?可測(cè)量200Adc（85°C環(huán)境溫度）；可測(cè)量高達(dá)400A的浪涌電流
?5V供電；帶寬180kHz；響應(yīng)時(shí)間 < 2μs 
?內(nèi)部集成磁環(huán)有效抗雜散磁場(chǎng)干擾，剩磁 < 1mV
?工作溫度范圍：-40°C 到150°C

應(yīng)用場(chǎng)景

?汽車電子：OBC，DC-DC，EPS電機(jī)等
?工業(yè)控制：不間斷電源（UPS）、焊機(jī)/移動(dòng)通信設(shè)備等電源供電
?大功率電機(jī)：平衡車/獨(dú)輪車控制器、熱泵/制冰機(jī)等

?能源：如過(guò)程控制、蓄電池檢測(cè)、能量測(cè)量等

應(yīng)用舉例① – 不間斷電源UPS

在UPS系統(tǒng)中，供給負(fù)載的所有電力都會(huì)經(jīng)過(guò)整流/充電器和逆變器的雙重轉(zhuǎn)換（即AC-DC-AC）。整流器對(duì)電池進(jìn)行浮充電以保持電池處于滿充狀態(tài)。而當(dāng)超限或市電停電時(shí)，UPS開(kāi)啟電池放電工作，逆變器和電池不間斷地投入為負(fù)載供電。當(dāng)UPS內(nèi)部故障或負(fù)載電流瞬變抑或人為停止逆變器時(shí)，負(fù)載可無(wú)間斷地切換到旁路交流輸入（啟動(dòng)旁路運(yùn)行）。

霍爾電流傳感器用于控制浮充電源，保證電池正常工作。CH704的響應(yīng)速度快（<2us）和高帶寬（180kHz），在此類應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。

  

應(yīng)用舉例② – 電機(jī)相電流檢測(cè)

電機(jī)的輸出扭矩控制是電機(jī)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。以PMSM電機(jī)FOC控制算法為例，其輸出扭矩為以下公式。其中，紅色框出部分為電流傳感器采集的三相電流。傳感器的精度和延遲性會(huì)直接影響扭矩精度的計(jì)算。

  

針對(duì)不同功率的電機(jī)，其相電流的大小及過(guò)流檢測(cè)的閾值也不同。意瑞不同的電流傳感器產(chǎn)品可覆蓋5A至上千安培范圍（單芯片方案或搭載磁環(huán)方案）。針對(duì)50-200A（或瞬態(tài)電流至400A）的場(chǎng)合，CH704可做到全溫范圍內(nèi)1%的典型檢測(cè)精度，以及<2us的響應(yīng)速度，可以滿足多種工況需求。

          

應(yīng)用舉例③ – 汽車OBC， DCDC

汽車OBC和DCDC系統(tǒng)上的電流檢測(cè)需求與具體的OBC架構(gòu)及車型相關(guān)。1個(gè)典型的OBC（如圖6所示）由多個(gè)級(jí)聯(lián)級(jí)組成，包括功率因數(shù)校正PFC、DC-DC轉(zhuǎn)換器、次級(jí)整流、輔助電源、控制及驅(qū)動(dòng)電路。PFC輸入端（AC）和OBC輸出端（DC）都需要電流傳感器芯片。目前流行的OBC功率等級(jí)是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW；根據(jù)不同設(shè)計(jì)，可由單相或三相電源供電。以6.6kW單相220V/30A交流電源為例，考慮2.5-3倍的過(guò)流閾值，可采用CH704的+/-100A規(guī)格做PFC輸入端的檢測(cè)；在OBC輸出端，考慮高壓直流總線上百伏至800V之間，DC電流不大，可采用CH704的+/-50A規(guī)格實(shí)現(xiàn)。

  

引腳定義與型號(hào)

CH704采用5-PIN CFF封裝，其引腳分布如圖7所示，采用單電源5V供電。其中引腳4與5為電流檢測(cè)端；引腳3與2分別代表輸出和接地；引腳1為芯片供電端。CH704系列共有8個(gè)產(chǎn)品型號(hào)，命名規(guī)則及具體型號(hào)如圖8和圖9所示。

圖7：CH704引腳分布

  

圖8：CH704型號(hào)命名規(guī)則

  

圖9：CH704型號(hào)列表