用1 MHz带宽ACS733进行差分电流检测
用1 MHz带宽ACS733进行差分电流检测
作者:Maxwell McNally, 雷竞技竞猜下载Allegro MicroSystems, LLC
摘要
本应用说明描述了高隔离、高带宽的新应用ACS733.介绍了来自Allegro MicroSystems的霍尔效应电流传感器集成电路(IC)，并概述了其相对于高速电流雷竞技竞猜下载互感器(CT)电流传感解决方案的特点和优势。
介绍
这ACS733.第一款1 MHz带宽、3600 V霍尔效应电流传感器IC是什么RMSallegro孤立。该传感器为用户提供准确，低成本的解决方案，用于在具有小形状因子的高带宽处隔离电流检测。该设备的高带宽是通过采用差分感测的高速模拟信号路径来实现的，以提供对干扰共模磁场的免疫力。下面的图1显示了设备的引脚。IC包装在宽体SOIC 16 PIN LA包中。零件中的销1到8是用于电流输入，用于正极和负端子的四个引脚。这些引脚全部与低电阻引线框架内部连接，以便更好地进行热性能。
引脚9到16ACS733.为输出信号管脚。VCC和GND是为设备供电的，而VIOUT是一个模拟输出，表示IP总线上的感知电流水平。这的错当检测到低电流时，引脚是高的，但当检测到高于某一阈值的电流时，引脚将被拉低。这个水平设置在VOC引脚上，电压划分水平是VCC的百分比，对应于设备的最大额定电流的百分比。PROGRAM引脚用于工厂校准，并应连接到地面，以在应用中获得最佳的ESD性能。
差动传感
依赖磁场进行测量的电流传感技术可能会受到外部磁场的影响。通过使用两个霍尔板测量输入电流产生的磁场的相反极性，ACS733能够抑制共模场。这允许te部分在其他电流迹线附近使用。ACS733具有约-40 dB的共模场抑制均匀和恒定场。有关差动传感的更多信息，请参阅应用说明。无铁芯霍尔效应电流传感器集成电路的共模场抑制”。
ACS733的共模场抑制在CT上是一个优点，因为CT芯可以在外部磁场的存在下饱和并改变装置的操作特性。
噪音和敏感性
ACS733具有80μA/√Hz的典型噪声密度。在整个带宽为1 MHz，这成为100个MARMS的输入引用的总噪声。在不同的敏感度下，该电流误差将在输出中显现为不同的MV误差级别，但这表示该部件具有有效的100 mA分辨率。下表1比较了用于当前提供的ACS733的敏感性的MV输出错误。然而，通过利用过采样和平均来减少设备的有效带宽，或者通过用RC滤波器过滤输出来减少这种噪声。
表1:灵敏度和产生的mV噪声
| 部分 | 灵敏度 (mV /一) |
噪音密度 （μA/√Hz） |
决议 （嘛） |
错误 （MV） |
| 733-20ab. | 66. | 80 | One hundred. | 6.6 |
| 733-40Au. | 4．4 | |||
| 733-40ab. | 33. | 3．3 | ||
| 733-65ab. | 20. | 2．0 |
高带宽操作和快速响应时间
ACS733具有1 MHz的高工作带宽。该设备的高速模拟信号路径提供了任何Allegro完全集成电流传感器IC的最快响应时间。典型的响应时间在输出上为<800 ns，典型的故障输出在<600ns中响应。与典型电流互感器（CT）的响应相比，图3显示了响应电流步骤的ACS733。两者都响应了1μs输入步骤。
用户可设置的过电流故障检测
另外一个特点ACS733.是用户可设置的过电流开漏NMOS故障输出。这允许更快地报告过电流或短路事件。该引脚将比模拟输出信号的ADC转换更快地检测过电流事件。ACS733的故障电平可以设置为最大初级感测电流的50％的任何级别（I公关(MAX))，一直到I的200%公关(MAX)在VOC引脚上使用一个简单的电阻分压器。这为客户提供了一个简单的方法来设置过流水平为他们的特定应用。
VOC引脚上的电阻分压器被设置为VCC的10%，以设置故障级别为I的50%PR（最大），电压水平为40％的VCC，以将故障级别设置为200％公关(MAX)。下表2显示了在四种不同故障级别的ACS733的这些计算。等式1显示了对于任何所需故障级别的VCC百分比的计算。
戈尔科百分=错百分×0.2 (1)
表2：故障级别和分压器示例
| 供应 电压（V） |
戈尔科 （％VCC） |
戈尔科 （v） |
故障水平 知识产权(% (MAX)) |
电阻器 （kΩ） |
| 3．3 |
10. | 0.33 | 50. | 9/1 |
| 20. | 0.66 | One hundred. | 8 / 2 | |
| 30. | 0.99 | 150. | 7/3 | |
| 40. | 1.32 | 200 | 6/4 |
无故障时，故障信号高。当过流事件发生时，开漏NMOS输出拉动输出的错销低。下面的图4显示了故障输出响应当前阶跃输入的函数。由于该器件有一个漏极NMOS输出，它们可以逻辑或多相系统到控制器的单个故障中断数字I/O引脚。
紧凑的形状因子
电流互感器是笨重的，需要具有绕组的偏移芯和电阻负载来感测电流。ACS733是一种在标准SOIC16W表面安装封装中的完全集成的传感解决方案，占据最小印刷电路板（PCB）区域。下面，图5显示了与两个CT相比的ACS733的大小。在尝试最小化系统的大小时，将电路板上的电流跟踪运行到安装在PCB的部件的能力将提供显着的节省空间的优势。
高压隔离
尽管其体积小，专利封装技术提供了高电压隔离。高电流引脚与低电压信号引脚是隔离的，因为只需要检测磁场。SOIC16W (LA包装)中的ACS733按照UL 60950-1(版本2)认证到3600 VRMS。
结论
这ACS733.当需要高速和高压隔离电流传感时，具有一系列显著的优点。LA SOICW封装是一种表面贴装解决方案，相对于体积庞大的电流互感器解决方案，它易于集成并减少PCB面积。ACS733的SOIC16宽体封装提供3600 VRMS隔离电流携带迹线到信号引脚。该传感器IC在Allegro工厂的工作温度范围内进行了优化，并在过流和短路事件发生时提供了一个开漏NMOS FAULT输出，用于快速数字输出。这种完全集成的传感技术是一个真正的系统芯片解决方案，与汽车和工业应用兼容，使工程师很容易设计到他们的应用程序。雷竞技最新网址