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电信整流器中霍尔电流传感器的应用分析

(文章滥觞:EEWORLD)

电信整流器和办事器电源单元(PSU)中的功率因数校对(PFC电路和逆变电路都必要将高压侧的电流旌旗灯号检测到位于低压侧的节制器,是以要用到隔离式电传布感器。隔离式电流检测有多种实现要领,例如电流互感器(CT)、隔离放大年夜器和霍尔效应电流传感器。此中,霍尔效应电传布感器因其简便易用、准确、体积小且具有直流检测能力,成为对照抱负的选择。

电流互感器是基于变压器的道理对电流进行采样,应用CT可以检测MOSFET或者IGBT的开通电流。CT的快速相应速率使其异常得当于用做峰值电流节制和过流保护节制。然则基于变压器耦合道理的CT无法感测直流或异常低频的电流,从而导致其不能直接检测工频AC电流,或由于只检测开通电流的间接措施而丧掉丈量精度(没有关断电流)。别的,因为CT必要应用铁氧体磁芯,体积很难做小,而体积较大年夜的CT又会增大年夜电源开关环路,孕育发生更高的电压尖峰和噪声滋扰。

而霍尔效应电传布感器则是一种精度更高、体积更小的选择,它可以在直流前提下事情,而且能够以优越的线性度和精度丈量包孕了开通和关断的AC总电流。同时,霍尔效应电传布感器的体积可以做到SOIC-8的封装,同一颗集成IC一样大年夜小,使PCB的结构加倍轻易,有助于实现更高的功率密度。

在将霍尔效应电传布感器利用于电信电源或办事器PSU时,必要评估电流的检测范围、继续电流耐受能力、相应速率(/带宽)和电压隔离等级。在某些环境下,电信电源或办事器电源可能还必要向上位机陈诉请示当前的运行功率,此时高精度的霍尔电传布感器(如TI的TMCS1100)可赞助系统实现≥1%的电流检测精度。

在分手应用3.3 V和5 V供电环境下,霍尔效应电传布感器的范例利用电路。与应用3.3 V电源供电比拟,应用5 V供电可用拓宽霍尔传感器的电流检测范围。以TMCS1100A1为例,霍尔传感器的灵敏度为50 mV/A:假如应用3.3V电源,则电流检测范围为-33 A〜+ 33 A(双向);而应用5.0V电源时,电流检测范围可以扩展到-50 A〜+ 50A。别的,在设计中该当留意,除了电流检测范围之外,还必要斟酌传感器的继续电流耐受能力,当电流耐受力不够时,可以经由过程改良传感器的散热来优化。

在应用霍尔效应电传布感器的电路板结构中,要留意以下身分:

散热:只管即便增大年夜一次侧电流导线的覆铜面积,可以前进霍尔电传布感器的散热能力,从而增添传感器的最大年夜匀称电流耐受能力。别的,还可以应用更厚铜箔的PCB,或者在低级走线上放置一些散热过孔,或者把霍尔电传布感器和PCB走线放置在风道内,都可以改良霍尔电传布感器的匀称电流耐受能力。

一次侧电流磁场:结构时,应只管即便避免大年夜电流的走线接近霍尔电传布感器。隔离要求:从系统整体斟酌爬电间隔和电气间隙,当霍尔电传布感器无法满意所需的PCB爬电间隔时,可以在电路板上挖槽以达到系统级的隔离要求。在电信整流器和办事器PSU中,CT更得当于峰值电流节制和过流保护,但它体积较大年夜且精度不高。霍尔效应电传布感器体积小,精度高,应用简单方便,并且更得当检测交流线路电流。

(责任编辑:fqj)

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