新型400khz电流传感器使开关模式电源设计更具可持续性
新型400khz电流传感器使开关模式电源设计更具可持续性
作者:Wade Bussing, Allegro MicroSystems的产品营销工程师亚博棋牌游戏
真酷。真的有效。
主要受成本和PCB面积缩小的驱动，系统设计人员在开关模式电源设计中选择较小的无源组件和向上集成的传感器解决方案。更小的电容器和电感节省的空间是以开关损耗的形式牺牲效率的，因为产生同等水平的功率需要更高的开关速度。
宽带隙器件(SiC、GaN和GaAs)的可用性降低了开关损耗对效率的影响。因此，在许多电力应用中，开关频率正在上升，包括直流到直流转换器、太阳能MPPT和逆变器、电信和服务器电源、配电单元(pdu亚博尊贵会员)、不间断电源(UPS)和充电站。
随着这些效率和空间节省的新收获，高速趋势预计将继续，为当前的监测和保护创造新的要求。Allegro广泛的集成霍尔效应电流传感器ic系列通过提供创新的高速解决方案，在不牺牲尺寸、效率或性能的情况下，跟上了这一高速趋势。
稳定性和准确性
开关频率直接影响电力系统对暂态负载的响应。由于供电需要支持多个子系统，因此需要适当的瞬态响应，以避免在这些子系统上线时发生限电事件。当为这类应用选择传感器时，系统架构师通常会在高速或稳定性和频率亚博尊贵会员和温度的准确性之间做出妥协。比较图1中两种电流传感方案的未过滤响应。
竞争解决方案的欠阻尼响应在峰值电流检测期间造成模糊，导致控制错误和整体效率的降低。输出振铃还会触发过流事件、假关机和“讨厌的”故障。
有了ACS37002，系统架构师不再需要妥协。由于采用了创新的400khz信号路径和成熟的传感器架构，ACS37002可以以最小的振铃、相位延迟或衰减清晰地跟踪信号，而且没有外部滤波器组件。差分输出(Vref)和杂散场抑制在噪声环境中提供高信号完整性。这款来自Allegro的集成电流传感器占据了一个新的甜蜜点，在频率和温度上具有高速、高精度和坚固的稳定性。
效率，加热和PCB区域
频率并不是唯一上升的规格。效率目标也在提高，这推动了低损耗开关技术的采用。当开关的通阻下降时，电流路径中的其他元件开始以热的形式损耗更大比例的功率。
I2R损失的管理对系统成本和可靠性有复合影响。限制热量降低了冷却要求和相关成本，同时延长了电力系统的寿命和可靠性。对于像太阳能逆变器这样的设备，这意味着更多的时间在阳光下，更少的时间维护或垃圾填埋。标准电流传感方案的损耗比较见表1。
通过并联放置额外的电阻器或选择较低的电阻器值来减少分流解决方案中的功率损耗。这些方法是有用的，但布局对整体精度是至关重要的，增加的电阻消耗宝贵的板空间，特别是当超大。最后，大多数分流解决方案不支持负输入电压，需要额外的隔离组件来进行测量。
结论
最新一代的传感器易于使用，并与减少设计时间、BOM大小和成本的功能集成。因此，系统架构师可能会关注其设计的独特和具有挑战性的方面。
400khz ACS37002系列传感器在沉重的工作负载下很凉爽，具有紧凑、低功耗的封装，可以保持温度较低，并可以延长电力系统的寿命。这些目前的传感器在高速、高精度和温度稳定性方面达到了正确的平衡，使开关模式电源设计更环保、更高效——领先的技术和世界走向更可持续的未来。