新的400千赫电流传感器使开关模式电源设计更具可持续性
新的400千赫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产品营销工程师亚博棋牌游戏
真的很酷。效率很高。
主要是由于成本和PCB面积的缩小，系统设计人员在其开关电源设计中选择更小的无源元件和集成传感器解决方案。较小电容器和电感器的空间节省是以开关损耗形式的效率为代价的，因为需要更高的开关速度来产生同等水平的功率。
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，开关频率在许多电力应用中都在上升，包括直流-直流转换器、太阳能MPPT和逆变器、电信和服务器电源、配电装置（pdu）、不间断电源（UPS）和充电站。亚博尊贵会员
由于在效率和节省空间方面取得了这些新的进展，预计高速趋势将继续下去，对当前的监测和保护提出了新的要求。Allegro广泛的集成霍尔效应电流传感器IC系列在不牺牲尺寸、效率或性能的前提下，通过提供创新的高速解决方案，跟上了这一高速发展趋势。
稳定性和准确性
开关频率直接影响电力系统对暂态负荷的响应。由于电源的任务是支持多个子系统，因此需要适当的瞬态响应，以避免这些子系统在线时出现断电事件。在为此类应用选择传感器时，系统架构师通常会在频率和温度的高速度、稳定性和准确性之间进行折衷。比较图1中两种电流传感解决方案的未滤波响应。亚博尊贵会员
竞争解决方案的欠阻尼响应在峰值电流检测期间产生模糊，导致控制错误和总体效率降低。输出振铃还会触发过电流事件、错误停机和“干扰”故障。
使用ACS37002，系统架构师不再需要妥协。得益于创新的400 kHz信号路径和成熟的传感器结构，ACS37002以最小的振铃、相位延迟或衰减干净地跟踪信号，无需外部滤波器组件。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。这种集成电流传感器从Allegro占领了一个新的甜点，高速，高精度，岩石固体稳定的频率和温度。
效率、加热和PCB面积
频率并不是唯一在上升的指标。效率目标也在提高，推动了低损耗开关技术的采用。当开关的导通电阻下降时，电流通路中的其他元件开始占作为热量损失的功率的更大百分比。
I2R损耗的管理对系统成本和可靠性具有复合效应。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，更少的时间在维护或填埋。表1比较了标准电流传感溶液的损耗。
并联解决方案中的功率损耗通过并联放置额外的电阻器或选择较低的电阻器值来降低。这些方法是有用的，但布局对整体精度至关重要，而且添加的电阻会消耗宝贵的电路板空间，特别是当尺寸过大时。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
最新一代的电流传感器易于使用，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。
400 kHz ACS37002系列传感器在繁重的工作负载下很酷，其紧凑、低功耗的封装可以降低温度并延长电源系统的使用寿命。这些电流传感器达到了高速、高精度和温度稳定性的正确平衡，使开关电源设计更环保、更高效，引领技术和世界走向更可持续的未来。