电流传感器常见问题解答

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看看我们最常见的问题和答案。0-50A电流传感器0 - 400 aCore-based-Field-Sensors

通用Allegro电流传感器问题和答案

霍尔效应是当外部垂直磁场作用于载流导体时产生的电压。导体或霍尔元件以恒定电流偏置。当磁场发生变化时,霍尔元件上的电压就发生变化。这个电压可以被放大和调节,以提供一个与磁场有关的输出。利用这一原理,磁场可以通过集成封装、铁芯或无铁芯母线垂直于霍尔元件进行集中。霍尔效应电流传感器具有固有的隔离性、低功耗和跨温度的稳定性,同时提供可以由微控制器监控的模拟输出电压。

部件可以是比率式或非比率式。比率式表示设备灵敏度与设备电源电压VCC成比例。此外,设备输出为0 A,也称为VIOUT (Q),名义上等于vcc/2.非比例测量装置的VIOUT(Q)和灵敏度值在V以上稳定CC在规定的输入电压范围内变化。当传感器的输入电压与ADC参考电压在同一线上时,比率测量法是有用的。非比率部件在传感器输入电压有噪声或不稳定的应用中很有用。亚博尊贵会员不稳定的VCC如果零件是比例的,将产生噪声输出。

电流传感器中的三种主要错误类型定义为:

灵敏度误差:ESENS=(((测量灵敏度)/ Sens) -1) × 100(%)

抵消错误:VOE= Measured QVO - QVO

总输出错误:E合计= ((VV从理想)) / (Sens理想的×我P))× 100(%)

应用注释将更深入地讨论错误的来源和定义。

在Allegro电流传感器设备主页上,导航到“部件编号规格和可用性”。在想要的增益选项上选择“查看数据”。MSL评级包含在“材料申报报告”中。

常见问题解答查看数据

常见问题MSL评分

虽然MSL评级是专门针对表面安装部件的,但Allegro确实合格并提供了与标准MSL评级直接相关的非表面安装部件的通孔等效(THD)。

韩剧评级表

霍尔效应电流传感器的主要优点之一是其固有的电流隔离。因为一次电流通路和信号电路之间没有电气连接,所以可以使用更高的工作电压。电流传感器设备数据表中包括若干隔离参数或测试,例如:

介质增加强度-已知上升时间、宽度和振幅的脉冲所能处理的电压量。

绝缘强度-发生电击穿前可承受的电压量和时间。在测量泄漏电流时,对其进行设定时间(通常为60秒)的测试,以确保未发生击穿。

工作电压—可连续施加到设备上的最大电压。它通常对直流、峰间和均方根电压有一个指定值。

隔离特性特定于设备的包装。下表总结了Allegro提供的各种包装类型及其隔离特性以及其他重要的包装信息。

包描述符


SOICW-16

SOICW-16

SOICW-16

MC

SOIC-8

LC1

SOIC-8

LC2

QFN-12

EXB

五PSOF

LR

5针

CB

图画

16针SOICW LA封装 Allegro-16-Pin-SOICW-MA-Package 16-pin-SOICW-MC-Package LC SOIC 8引线 LC SOIC 8引线

EX-QFN-12销

LR包图片

CA / CB 5针

10.3 x10.3mm

10.3 x10.3mm

11.3 x13mm

4.9x6mm

4.9x6mm

3 x3mm

6.4x6.4mm

14 x22mm

导体电阻

0.85Ω

0.85Ω

0.27米Ω

1.2米Ω

0.65Ω

0.6Ω

0.2Ω

0.1Ω

绝缘强度

RMS3600 V

RMS5000伏

RMS5000伏

RMS2400 V

RMS2400 V

NA

NA

RMS4800 V

工作电压

直流870 V

RMS616 V

直流1550V

RMS1097伏

直流1618 V

RMS1144伏

直流420 V

RMS297 V

直流420 V

RMS297 V

直流100 V

RMS70 V

直流100 V

RMS70 V

直流1358 V

RMS700 V

快板还提供铁芯和无铁芯的现场传感器这些设备可以感应大于1000A的电流,并实现大于5000VRMS的介电强度隔离。

零件输出将继续增加或减少,直到达到高(电流> IPR)或低(电流< I公关饱和点,其中我公关为该部件的电流传感范围。电压输出高/低(V/ VOL),有时也称为输出饱和电压(V周六(小时/小时)),定义为传感器输出的电压,V低头,不通过作为一个增加/减少的幅度的电流的结果。这可以在下面的图中看到。注意,改变灵敏度并不会改变饱和电压。

常见问题解答线图

V的线性性能的函数范围低头,及其相关的数据表参数在-I中有效公关+我公关.输出可以报告大于满量程测量的电压,直到饱和点,但不能保证超过满量程测量的参数。

每个Allegro电流传感器都将在数据表中指定的时间上电,如下面的示例:

FAQ开机时间

接通电源的时候,t阿宝,定义为a)电源达到其最小规定工作电压(V)之间的时间间隔CC(分钟)),和b)当传感器输出在外加磁场下稳定在其稳态值的±10%范围内时。输出和电源电压的示例可以在下面的范围捕获中看到:

FAQ v输出图

磁体,集中器和磁屏蔽供应商页面提供了供应商名单和推荐磁铁概述。此列表包括核心/集中器和屏蔽供应商的信息。
Allegro电流传感器有两种量程变体,双向和单向,分别以部分后缀B和U标识。双向部分可以检测正负电流,而单向部分只能检测一个方向。双向部件的输出在负方向满量程时最小,在正方向满量程时最大。如果电流小于或等于零,单向部分的输出将是最小的,当电流在正方向上满刻度时,输出将是最大的。双向部分用于检测负欠冲或对双向电流流动的系统有益。当不需要对负方向的电流进行检测时,可以使用单向器件来提高灵敏度。

每个Allegro电流传感器都包括用于V的引脚CC,接地(GND), V出来以及被感知的一次电流的路径(如果是集成传感器)。一些部件包括额外的引脚,以增强功能。这些引脚的列表包括:

VREF/VZCR-提供零电流输出电压(VIOUT (Q))到参考引脚。这允许差分测量和用户知道输出通道V的零电流电压低头.(ACS37002,ACS730)

故障/过电流故障(OCF)-满足电流阈值时将拉低的开路漏极输出。故障输出可能在运行中锁定或解锁(ACS37002,ACS71240,ACS720,ACS732,ACS733,A1365)

VOC—部分部件可通过外部电压选择过电流故障阈值。这是通过连接到V的电阻器梯子来完成的CC销。(ACS37002,ACS720,ACS732,ACS733)

增益选择-某些部件可以根据应用于增益选择引脚(用于查找高或低输入)的逻辑改变增益(ACS37002).

过滤器-通过连接外部电容器,V可设置滤波器极点位置(ACS720,ACS724/5)


噪音

噪音

噪声(输入参考[mARMS或输出参考[mV .RMS)为输出噪声在指定带宽处的均方根值。

噪声密度

噪音密度(input referenceRMS)/√Hz]或输出参考[(µV .RMS)/√Hz])为频率函数的噪声。为了近似地从噪声密度转换为噪声,将噪声密度乘以√(带宽*π/2)(注意,在较低的频率,大约<1kHz,闪烁噪声,或1/f噪声,会起到一个因素,并将影响整体噪声性能,即不是所有的噪声在直流输入中被去除)。

该设备的分辨率等效于参考噪声输入[mA]RMS的带宽。如果设备指定了噪声密度,则将噪声密度乘以噪声√(带宽*π/2).如果设备被指定为参考的输出,除以灵敏度得到参考的输入。

计算分辨率时要考虑的另一个因素是连接电流传感器输出的ADC的能力。传感器输出的ADC分辨率(安培)等于:

传感器输出的ADC分辨率方程(单位:安培)

例如,计算ACS732KLATR-20AB-T在1MHz带宽下使用一个5 V ADC 11.5有效比特数。ACS732的噪声密度为55µaRMS) /√赫兹。

将该值乘以√(1MHz*π/2)以获得69 mA的噪声RMS,它给出了传感器输出的分辨率。

接下来,计算ADC分辨率:

ADC分辨率方程

这导致ADC分辨率为1.7 mA。当计算系统的总分辨率时,取这两种计算的最大值,或者在本例中取69 mA。

Allegro电流传感器输出的低通滤波将降低噪声,但会以设备带宽为代价。如果需要特定的噪声级或分辨率,请按照以下等式求解带宽(BW):所需噪声=噪声密度*√(BW*π/2)

常见问题解答Allegro CS插图

接下来,选择产生所需带宽的R和C值。RC滤波器的带宽等于1 /(2 *π* R * C).重要的是要使用一个足够低的R值,以不影响ADC读取。因为ADC通常有高输入阻抗,大约1Kohm或更小的值通常是可以接受的。

  • 验证数据表中如何指定噪声。例如,噪声可能依赖于V上的电容器,如下所示。

FAQ噪音

  • 增加V上的电容.该数据表将包括可连接到V的最大输出电容值,如下所示。

输出电容负载

  • 如果改变电容不能解决问题,则应检查布局。如果V信号到ADC或测量仪器有很长的轨迹,可能有其他信号与输出信号交互。将示波器连接到尽可能靠近电流传感器输出的位置,并直接在零件输出处监测噪声。
  • 另一个潜在的问题是传感器的输入电压不稳定。比率部分将噪声输入电压转移到设备输出信号。监控VCC检查输入是否不稳定的电流传感器的引脚。确保使用正确的旁路电容值,并尽可能靠近PCB上的部件。
  • 另一个噪声源可能是杂散磁场。参考设计支持的问题1yabo亚博网站部分学习如何减轻杂散场。

数据表

数据表中列出了每个设备的选择指南,通常位于第2页或第3页。虽然设备选择指南中包含的内容在设备之间存在一些差异,但选择指南的一些主要属性是零件号、灵敏度(Sens)、优化电流范围(仅适用于集成导体传感器),工作温度(TA.)、封装类型和电源电压(如果设备有5v和3.3 V变体)。当为某个应用选择当前传感器时,可以使用此表作为指导。

例子:

核心基础(ACS70310设备数据表的选择指南:

常见问题ACS70310选择指南

集成(ACS71240设备数据表的选择指南:

常见问题选择指引2

有两种基本的Allegro电流传感器命名方案,一种用于集成传感器(ACS71240、ACS724、ACS37002等),另一种用于基于核心的传感器(ACS70310、A1365等)。

集成和基于核心的传感器的常用命名组件:Allegro电流传感器以ACS开头(传统A1363/5/6/7除外),后面是3至5位的部件编号。零件号后面跟着一个字母,表示传感器的工作温度范围。温度范围指示后面是封装指示,可以是2 / 3位数字。在封装指定之后,集成传感器将有两个字母指定用于可用的封装/运输选项,基于核心的传感器将有两个字母指定用于leadform选项。其次,集成传感器具有两/三位数的电流量程值,而基于铁芯的传感器具有修剪后的灵敏度值。然后是传感器的方向性,双向(B)或单向(U)。接下来是设备的标称供电电压水平。在部件名称的末尾包括自定义功能(自定义故障级别,设置极性,客户可编程,等等)。有关设备零件号的更多信息,请参阅设备特定数据表。请注意,传统设备,如ACS722/ACS723, ACS724/ACS725,和ACS732/ACS733,在名称中没有双向或单向标识,也没有标称电源电压标识。3.3 V和5v的变体有不同的部件编号(例如,ACS724是5v设备,而ACS725是3.3 V设备,但这些部件具有相同的功能)。


命名方案的例子:

基于核心的(ACS70310):

ACS70310命名约定
集成(ACS71240):

常见问题命名规范

遗产整合(ACS724vs。ACS725,注意在选择指南中没有指定电源电压):

常见问题选择指引

ACS725选择指南

最小/最大限值保证在离开Allegro工厂时,没有设备高于或低于最小/最大值。典型值为平均值±3西格玛。这意味着99.7%的设备将落在典型值范围内,并且在规定的工作温度范围、输入电压或任何其他温度范围内,没有设备会落在最小/最大限值之外st条件。

还需要注意的是,灵敏度误差(ESENS)和总误差(ETOT)是在给定电流(通常为满标度电流或半标度电流)下指定的.误差结果可能因所施加电流的不同而不同。这方面的主要示例是较低电流下的总输出误差。例如,如果零件的满标度范围为20A,且存在5%的最大灵敏度误差和1A的最大偏移误差,则最大总输出误差=20A*(5%/100)+1 A=2 A或20 A满标度施加电流的10%。在使用相同灵敏度误差和偏移量施加5 A时,总输出误差=5*(5%/100)+1 A=1.25 A或满标度施加电流的25%。

上升暖气流

以下 应用注释提供Allegro电流传感器包的特性数据。本应用笔记包括在Allegro演示板上采集的数据。当确定给定应用程序和电流要求的正确的Allegro电流传感器包时,本文件是有用的。
可流过封装的绝对最大电流量与设备可感应的电流范围不同。最大允许电流取决于封装和PCB布局,是环境温度的函数。提到常见问题集热力部分的问题1查询有关确定Allegro电流传感器的最大允许电流的信息。当流过的电流大于优化的电流传感范围时,器件的输出将饱和。指常见问题解答:一般部分的问题7关于输出饱和的进一步解释。

应用注释描述了评估Allegro集成导体电流传感器结温的最佳方法。参考应用说明的实施部分描述了如何确保不超过最大结温,以及如何确定系统的最大电流水平。

演示板

A.——快板
年代——传感器
E——评估
K——设备

导航到Allegro Micro亚博棋牌游戏systems主页.Allegro电流传感器演示板以“ASEK”命名。例如,如果需要ASEK37800KMAC -015B5-SPI演示板来评估ACS37800KMACTR-015B5-SPI,请在Allegro主页右上角的“Check Stock”搜索栏中搜索ASEK37800。

常见问题检查库存

FAQ Disti部分

搜索“ASEK37800”将提供所有可用的ASEK37800演示板的结果。点击购物车图标将被路由到Digikey网站购买。

在设备首页,点击“设计支持工具”链接,如下图所示:yabo亚博网站

常见问题yabo亚博网站解答设计支持选项卡

如果演示板有用户指南,它将在设计支持工具中提供,并带有可下载链接,如下所示:yabo亚博网站

FAQ设yabo亚博网站计支持工具

演示板上的所有组件的额定值应等于或高于被测电流传感器的最高温度额定值。演示板的额定电流将取决于电流传感器的封装和环境温度。如下所示:应用注释为不同环境温度下的Allegro演示板上的当前传感器包提供特性数据。

包装/布局

在每个Allegro电流传感器的设备主页上,都有一个设计支持部分,位于网页的底部附近。yabo亚博网站这里有一个zip文件,里面是设备ASEK演示板的Gerber文件。Gerber文件是包含PCB设计的每个板层信息的文件。


FAQ Gerber文件


在解压缩Gerber文件文件夹之后,将会有一个FAB文档。此FAB文档包含演示板布局的信息,以及演示板属性中的铜厚度、PCB层数等信息。

FAQ PDF格式的选择

在每个设备数据表中,有特定于该设备和封装的PCB布局和热应用部分。

有关申请须知:

  1. 使用ACS71x电流传感器ic时管理外部磁场干扰
  2. 使用Allegro电流传感器集成电路时减少共模场干扰的技术(ACS724和ACS780)
  3. 无铁芯霍尔效应电流传感器集成电路的共模场抑制

设计支持FAQ部分的问题1yabo亚博网站学习如何减轻杂散场。

在特定的Allegro电流传感器设备主页上,导航到“部件编号规格和可用性”。在想要的增益选项上选择“查看数据”。包装重量包含在“材料申报报告”中。

常见问题解答查看数据选择指南

常见问题解答包裹重量

在网页底部附近所需Allegro电流传感器的设备主页上,有一个包装部分。在包装部分中,通常有设备所在包装的图像(如果设备以多个包装提供,则不止一个)。可以在此处找到设备包的步骤文件。

如果step文件不在设备主页上,请参阅vip亚博 在Allegro网站上

FAQ包装网页部分
获得UL认证表明,Allegro电流传感器已通过适用标准测试;UL是全球公认的为行业产品提供认证的能力。Allegro电流传感器封装在MA, LC, MC, LA和CB封装,已通过相关UL标准60950-1,第二版和62368-1,第1版(仅MA)认证。
在Allegro的设备主页上,电流传感器的MA、LC、MC、LA和CB封装有UL符合性证书和UL CB测试证书。

符合性证书验证设备已通过UL测试,符合UL标准60950-1和UL标准62368-1(仅MA)。CB测试证书提供UL认证的基本和加强绝缘编号的工作电压以及最大额定隔离电压。
指的是Allegro产品的焊接方法Allegro网站上的申请说明和在这里下载
  • LA的灵敏度最高,霍尔元件最靠近导体
    • 填充芯片位于最靠近引线框架的模具顶部
  • MA内部隔离度高
    • 2层聚酰亚胺绝缘,3层绝缘胶粘剂
  • MC具有最低的内部导体电阻
    • 更长的爬电,更好的工作电压

也指一般问题部分的问题6,以获取更多的软件包信息。


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有几种方法可以开始产品选择流程。第一个将基于所需的隔离或包大小。下表提供了可用包的概述(不包括现场传感器)。

包描述符


SOICW-16

SOICW-16

SOICW-16

MC

SOIC-8

LC1

SOIC-8

LC2

QFN-12

EXB

五PSOF

LR

5针

CB

图画

16针SOICW LA封装 Allegro-16-Pin-SOICW-MA-Package 16-pin-SOICW-MC-Package LC SOIC 8引线 LC SOIC 8引线

EX-QFN-12销

LR包图片

CA / CB 5针

10.3 x10.3mm

10.3 x10.3mm

11.3 x13mm

4.9x6mm

4.9x6mm

3 x3mm

6.4x6.4mm

14 x22mm

导体电阻

0.85Ω

0.85Ω

0.27米Ω

1.2米Ω

0.65Ω

0.6Ω

0.2Ω

0.1Ω

绝缘强度

RMS3600 V

RMS5000伏

RMS5000伏

RMS2400 V

RMS2400 V

NA

NA

RMS4800 V

工作电压

直流870 V

RMS616 V

直流1550V

RMS1097伏

直流1618 V

RMS1144伏

直流420 V

RMS297 V

直流420 V

RMS297 V

直流100 V

RMS70 V

直流100 V

RMS70 V

直流1358 V

RMS700 V

另一个产品选择流程可以从所需的电流传感水平开始。Allegro有各种当前传感水平的着陆页,包括:

电流传感器的创新还强调了不同产品家族的好处。

在调试杂散磁场时,通过检查设备具体数据表上的功能框图,查看传感器是单厅技术还是双厅技术。

单厅与杂野:

由于Allegro电流传感器使用霍尔效应来测量电流,任何在被测量电流之外的霍尔元件上看到的额外磁场都会影响传感器的输出。这些附加的磁场一般称为杂散磁场或共同磁场。杂散磁场最常见的原因是在电流传感器附近存在高电流迹线或导线。为了近似地计算由带电流导线引起的误差,将导线的磁场模拟成无限大的导线(I / (2π×d))

B为高斯(G)中的磁场,µ自由空间的渗透率G等于4π* 0.001,电流的单位是安培吗d为线从导线上一点到垂直于导线的霍尔元件的距离,单位为米。一旦磁场已知,乘以磁耦合因子[G/A](大多数数据表中都提供了),就会产生绝对误差,以安培为单位。一旦估计了误差,就可以通过去除产生杂散场的导线或轨迹并重新测试传感器输出来进行测试。另一种解决方法是,如果痕迹或电线不能被移开,则将传感器从电路板上拉下来,并将电路板上的部分从疑似携带电流的电线上连接起来。最后,可以通过在传感器周围放置铁质材料来屏蔽杂散场。

应用注释更详细地描述了磁场干扰和屏蔽的影响。


双厅杂野:

Allegro还提供双霍尔元件传感器,以减少杂散场误差。两个霍尔元件的使用是不同的,并放置在电流回路的相对两侧。这允许共同磁场被去除,允许输出电压明显不受共同磁场的影响。虽然双霍尔元件使杂散场误差最小化,但并不能完全消除杂散场引起的误差。在调试双霍尔传感器时,也可以使用前一段提到的相同的测试/缓解技术。

应用注释更详细地解释了当使用双霍尔元件传感器时,如何估计和减轻共同磁场。

Allegro为大多数Allegro电流传感器提供LTSpice型号。以下链接将下载一个压缩文件夹与整个库的香料模型的Allegro电流传感器。阅读zip文件夹中的“ALLEGRO_ACS_LT_Guide.pdf”,了解如何开始以及如何在LTSpice中使用Allegro部件的详细步骤。
请注意给出一个概述,指导方针,和模拟结果设计与一个母线。

Allegro还提供在线交互建模l帮助设计无核心解决方案的总线排。
请注意提供了设计与Allegro现场传感器配对的核心/集中器的概述和指南。

以下是检查Allegro电流传感器输出是否正确的检查表:

  • 输入电压是否高于数据表中指定的最小值而低于最大值?调整输入电压以匹配数据表中的典型VCC值。
  • 当前输入是否与数据表上的典型匹配?如果电流低于预期,则输入电源和传感器之间可能存在开路。如果电流高于预期,则可能在输入电流上有其他东西,从而阻止设备正常偏置。确认与零件的供应连接。
  • 当设备正确偏置,但没有施加电流时,设备的输出是什么?确保在此状态下,设备输出与零电流输出电压(V)匹配IOUT (Q))在数据表中指定的。如果不匹配,测量输出与接地之间的电阻,确保没有任何东西将输出拉低。另外,尝试重新定位传感器或更换其他零件,以查看问题是否依然存在。这将验证问题是否与部件或应用程序相关。
  • 如果VIOUT (Q)是否正常,设备的灵敏度是否在数据表规格内?为了快速测试灵敏度,应用0a并测量V低头,然后施加一个已知电流,重新测量V低头.这两点的斜率就是mV/A的灵敏度。要用灵敏度来排除故障,请确保用欧姆计测量所感知的电流路径的电阻符合预期。焊接错误或杂散痕迹会降低被测导体的电阻,并引起误差。

其他潜在问题包括噪音(请参阅FAQ中的噪音部分)及杂散磁场(请参阅FAQ中的“设计支持yabo亚博网站”部分).

基本上,每个分流解决方案都可以用集成霍尔效应传感器替换,只需将电流轨迹通过集成电流传感器而不是通过外部分流。对于集成霍尔效应传感器来说,可能不实用的少数分流解决方案包括超低电流分辨率(uA)或超高速(>1Mhz)。

从分路解决方案切换到集成霍尔效应解决方案的主要好处是提高了隔离度,减小了布局尺寸,降低了设计复杂性。如果不使用需要外部隔离电路的隔离放大器,大多数分路解决方案的共模电压不能超过100 V。将其与霍尔效应解决方案进行比较效应电流传感器,提供与信号引脚电流路径的固有隔离。切换到霍尔效应传感器也无需外部分流器和输入滤波。这降低了布局空间和设计复杂性。

测量系统中电流的方法有很多,但下表重点介绍并比较了主要的电流传感解决方案:

电流传感器比较表

软件

位于快速的客户门户是用于Allegro客户可编程传感器的程序员gui / dll。除了针对客户可编程设备的编程软件,Allegro客户门户网站还提供有用的设计工具,包括用户指南和交互设计工具。

ASEK20是一种用于编程和评估客户可编程Allegro电流传感器的设备(ASEK20可用于角度位置、线性位置和数字位置传感器)。ASEK20与特定于设备的子板(可单独从ASEK20获得)结合使用。ASEK20是一种台式验证和编程工具,可用于表征和理解Allegro电流传感器的性能。ASEK20还可用于现场校准Allegro电流传感器。设备特定软件应用程序可在亚博尊贵会员快板的软件门户

可与ASEK20配套使用的客户可编程Allegro电流传感器:

  1. ACS70310
  2. ACS70311
  3. ACS71020
  4. ACS37800
  5. A1363
  6. A1365
  7. A1367

质量与环境

请参考“RoHS是什么意思?”中发现的品质与环境常见问题
导航到质量标准和环境认证在Allegro网站的主页上。在标题为“政策和声明”,有一节题为声明和语句。在这里可以找到RoHS符合声明。