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額定功率。電流傳感器（無論是基于磁體、基于分流器還是其他技術(shù)）必須能夠處理系統(tǒng)的工作電流和電壓水平。設(shè)計人員必須根據(jù)系統(tǒng)的輸入選擇合適的技術(shù)，以確保電流可以在系統(tǒng)的整個壽命內(nèi)不間斷地流入系統(tǒng)。
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精度。電流傳感器必須足夠精確，以提供預(yù)期的控制和監(jiān)測功能，確保系統(tǒng)能夠在 SOA 內(nèi)按預(yù)期運行。高精度有助于保持高效率水平，同時減少元件數(shù)量，以及因嘈雜的開關(guān)系統(tǒng)而可能注入電網(wǎng)的任何諧波。
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帶寬。在開關(guān)系統(tǒng)中，速度是一個重要參數(shù)。TMCS1123 提供 250kHz 的信號帶寬和 600ns 的傳播延遲，這為系統(tǒng)提供了足夠的速度來進行適當(dāng)?shù)臏y量。TI 還在開發(fā)更多具有類似機械尺寸的高速器件。我們觀察到，在我們的器件中，隨著帶寬增加，傳播延遲會減小。
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成本。在選擇電流傳感器時，必須權(quán)衡考慮傳感器的成本及其提供的優(yōu)勢。一體式封裝的霍爾效應(yīng)電流傳感器通常限制為只能檢測特定范圍內(nèi)的電流，而基于分流器的系統(tǒng)則更加靈活，因為您可以根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)來選擇分流電阻值。
基于分流器的電流檢測技術(shù)
在電動汽車充電系統(tǒng)、光伏逆變器系統(tǒng)以及其他需要電流檢測的系統(tǒng)中，最常見的電流檢測技術(shù)是霍爾效應(yīng)電流傳感器和基于分流器的電流傳感器。
與霍爾效應(yīng)電流傳感器相比，基于分流器的電流傳感器通常在整個電流范圍內(nèi)精度更高。使用穩(wěn)定的放大器技術(shù)或模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和精密分流電阻器時，基于分流器的電流傳感器可以在整個電流測量范圍、工作溫度范圍以及使用壽命內(nèi)實現(xiàn)誤差不到 1% 的精度。基于分流器的解決方案可能非常簡單，可以是一個運算放大器、一個專門設(shè)計的電流檢測放大器（比如 TI 的 INA241A）、一個用于較高電壓的隔離式放大器（比如 TI 的 AMCS1300B）或者具有數(shù)字輸出的 Σ-Δ 調(diào)制器（比如 TI 的 AMCS1306）。這類放大器通常用于監(jiān)測分流電阻器上的壓降并提供比例電壓輸出。每種解決方案在工作電壓、失調(diào)電壓、漂移、帶寬和易用性方面均有所不同。與一體式封裝的霍爾效應(yīng)解決方案非常類似，基于分流器的傳感器也屬于存在電阻的侵入性技術(shù)，功耗也是整體設(shè)計中需要考慮的一個因素。
霍爾效應(yīng)電流檢測技術(shù)
一體式封裝的霍爾效應(yīng)電流傳感器在高壓系統(tǒng)中很受歡迎，因為它們提供了增強型隔離或雙重隔離。不過，霍爾效應(yīng)電流傳感器會在整個溫度和生命周期內(nèi)發(fā)生漂移，這一點讓它獲得的評價不高。TI 將 TMCS1123 的漂移誤差大幅降低至 ±0.5%。該器件具有差分霍爾效應(yīng)感應(yīng)功能，能夠顯著減少磁場干擾或串?dāng)_，并且還提供了過流檢測、精密電壓基準(zhǔn)和傳感器報警等其他功能。請參閱圖 3。使用一體式封裝解決方案時，電流通過引線框在封裝內(nèi)流動，這會帶來引線框電阻和芯片散熱限制，進而會限制器件能夠處理的電流大小。TMCS1123 器件產(chǎn)品系列能夠在 25°C 時測量 75Arms 的電流。
圖 3：TMCS1123 方框圖
其他解決方案包括環(huán)境霍爾效應(yīng)傳感器或磁通門傳感器（比如 TI 的 DRV401），這些傳感器可能需要不同類型的磁芯、屏蔽或機械設(shè)計才能正常工作，而且制造或使用過程中的器件或電路板移動可能會導(dǎo)致位移誤差，進而有可能改變測量精度。
高壓應(yīng)用中存在多個設(shè)計挑戰(zhàn)，使得系統(tǒng)更難設(shè)計且成本更高。借助 TI 的產(chǎn)品系列和資源，您能夠以適當(dāng)?shù)膬r格快速解決各種設(shè)計問題，從而使技術(shù)進步能夠惠及大眾，對我們的生活產(chǎn)生更大的影響。
