無(wú)芯霍爾效應(yīng)電流傳感器集成電路(IC)和共模場(chǎng)抑制

本應(yīng)用筆記介紹了無(wú)芯霍爾效應(yīng)電流傳感器集成電路（IC）和共模場(chǎng)抑制。該文檔涵蓋了差動(dòng)電流檢測(cè)中的限制因素，均勻外部場(chǎng)的共模抑制，附近載流導(dǎo)體的場(chǎng)的共模抑制以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

Allegro電流傳感器IC使用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量由集成的載流環(huán)路產(chǎn)生的磁場(chǎng)，并將磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為與電流成比例的電壓。該技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括電流隔離，低功耗和在整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有較高的精度。該技術(shù)還具有幾乎為零的磁滯，因?yàn)闆]有用于集中磁場(chǎng)的磁芯。然而，不使用芯的缺點(diǎn)是傳感器IC容易受到雜散磁場(chǎng)的影響。使用磁芯時(shí)，雜散磁場(chǎng)會(huì)在傳感器IC周圍分流，因?yàn)榇判驹趥鞲衅鱅C周圍提供了低磁阻路徑。如果沒有磁芯，霍爾板會(huì)看到例如帶有大電流的走線或螺線管產(chǎn)生的雜散場(chǎng)，并可能導(dǎo)致電流測(cè)量誤差。正確的電路板和系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以避免電流測(cè)量中的這些誤差源；但是，優(yōu)化的走線布局會(huì)不利地限制PCB和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。解決此問題的方法是集成差分電流檢測(cè)。

ACS724集成電流傳感器IC

具有差分霍爾板配置的集成電流傳感器IC引線框

差分電流感測(cè)理論

差分電流感測(cè)的基本原理是，在載流導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生的電場(chǎng)極性相反。這意味著當(dāng)使用如圖2所示的載流引線框架時(shí)，霍爾板1（H1）將看到頁(yè)面外的一個(gè)字段，霍爾板2（H2）將在頁(yè)面中看到該電流的一個(gè)字段如圖所示。當(dāng)電流傳感器IC上存在一個(gè)公共場(chǎng)時(shí)，兩個(gè)霍爾板將看到相同的場(chǎng)。通過減去兩個(gè)霍爾板的輸出，一個(gè)人就可以拒絕這些外部產(chǎn)生的場(chǎng)。差分電流傳感器IC的輸出為：

此處，B1是H1看到的場(chǎng)，B2是H2看到的場(chǎng)，G是傳感器IC的增益，單位為mV / Gauss。如果有電流流過引線框（I）和傳感器IC（BC）上的共模場(chǎng)，則差分傳感器IC的輸出將為：

共模場(chǎng)（BC）被抵消，輸出信號(hào)僅與流經(jīng)傳感器IC的電流成比例。此外，由于霍爾板僅測(cè)量一維場(chǎng)，因此傳感器IC將忽略任何其他平面中的外部場(chǎng)。

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