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測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

在各類電機、電源和功率系統中,電流檢測是常見需求。而對於超過50A的電流檢測,要考慮的因素相對更多,如散熱、檢測方案的佔板面積以及可能的隔離電壓需求等。傳統的shunt電阻加運放,可能熱損失較大且若是高邊檢測對運放共模範圍要求可能也高;如果有隔離需求,還要外加光耦器件等。而對於電流互感器來說,其體積較大並且易有磁飽和問題。

採用隔離整合的、內建小型磁環的霍爾電流感測器晶片可有效應對以上問題,為使用者帶來小型化、高精度、簡便設計的解決方案。

產品簡介

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

CH704系列產品是意瑞專為50A以上大電流檢測應用開發的隔離整合式電流感測晶片,具有高精度、增強絕緣耐壓、高可靠性、低功耗等優點。該晶片內部整合一個精密的可程式設計線性霍爾晶片、一個小型聚磁環以及一個導通電阻為0。1m 的銅排,可實現+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A的電流檢測,並且透過工廠預程式設計可測量最大400A的浪湧電流。內部的低偏移、斬波穩定的線性霍爾晶片結合獨特的溫度補償電路設計,實現CH704全溫範圍(-40℃到150℃)內良好的溫度一致性。出廠前晶片已做好靈敏度和靜態(零電流)輸出電壓的校準,全溫度範圍內提供 ±1% 的典型高精度。

主要引數

介質強度測試電壓:4800Vac

基礎隔離工作電壓:1187Vdc / 840Vac;加強絕緣工作電壓:672Vdc / 475Vac

AEC-Q100 車規級晶片認證 (CH704A)

輸出電壓與電流成正比:+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A

可測量200Adc(85°C環境溫度);可測量高達400A的浪湧電流

5V供電;頻寬180kHz;響應時間

內部整合磁環有效抗雜散磁場干擾,剩磁

工作溫度範圍:-40°C 到150°C

應用場景

汽車電子:OBC,DC-DC,EPS電機等

工業控制:不間斷電源(UPS)、焊機/行動通訊裝置等電源供電

大功率電機:平衡車/獨輪車控制器、熱泵/製冰機等

能源:如過程控制、蓄電池檢測、能量測量等

應用舉例1 – 不間斷電源UPS

在UPS系統中,供給負載的所有電力都會經過整流/充電器和逆變器的雙重轉換(即AC-DC-AC)。整流器對電池進行浮充電以保持電池處於滿充狀態。而當超限或市電停電時,UPS開啟電池放電工作,逆變器和電池不間斷地投入為負載供電。當UPS內部故障或負載電流瞬變抑或人為停止逆變器時,負載可無間斷地切換到旁路交流輸入(啟動旁路執行)。

霍爾電流感測器用於控制浮充電源,保證電池正常工作。CH704的響應速度快(

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

圖3: CH704在UPS不間斷電源系統中的應用

應用舉例2– 電機相電流檢測

電機的輸出扭矩控制是電機控制系統的關鍵。以PMSM電機FOC控制演算法為例,其輸出扭矩為以下公式。其中,紅色框出部分為電流感測器採集的三相電流。感測器的精度和延遲性會直接影響扭矩精度的計算。

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

針對不同功率的電機,其相電流的大小及過流檢測的閾值也不同。意瑞不同的電流感測器產品可覆蓋5A至上千安培範圍(單晶片方案或搭載磁環方案)。針對50-200A(或瞬態電流至400A)的場合,CH704可做到全溫範圍內1%的典型檢測精度,以及

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

應用舉例3 – 汽車OBC, DCDC

汽車OBC和DCDC系統上的電流檢測需求與具體的OBC架構及車型相關。1個典型的OBC(如圖6所示)由多個級聯級組成,包括功率因數校正PFC、DC-DC轉換器、次級整流、輔助電源、控制及驅動電路。PFC輸入端(AC)和OBC輸出端(DC)都需要電流感測器晶片。目前流行的OBC功率等級是3。3kW、6。6kW、11kW和22kW;根據不同設計,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倍的過流閾值,可採用CH704的+/-100A規格做PFC輸入端的檢測;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,可採用CH704的+/-50A規格實現。

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

圖6:CH704在汽車OBC, DC-DC中的應用

引腳定義與型號

CH704採用5-PIN CFF封裝,其引腳分佈如圖7所示,採用單電源5V供電。其中引腳4與5為電流檢測端;引腳3與2分別代表輸出和接地;引腳1為晶片供電端。CH704系列共有8個產品型號,命名規則及具體型號如圖8和圖9所示。

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

圖7:CH704引腳分佈

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圖8:CH704型號命名規則

測量50A以上電流:意瑞隔離整合式電流感測器CH704

圖9:CH704型號列表