在混合动力汽车子系统中增加电动机的含量需要电流传感
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由肖恩·米兰
亚博棋牌游戏快板微系统公司有限责任公司
本文探讨了混合动力汽车和电动汽车推进和乘客便利系统的最新应亚博尊贵会员用。Allegro™MicroSystems, LLC开发了一系列完全集成的电流传感集成电路，非常适合此类应用。亚博尊贵会员
介绍
为了控制混合动力汽车和全电动汽车的传动系统，众所周知，电流传感尤其需要在起动发电机和主要的电力驱动电机发电机应用。亚博尊贵会员然而，即使在轻度混合动力系统中，为了在不使用内燃机(ICE)的情况下保持系统运行，许多子系统已经完全电动化。例如，如果司机和乘客想在炎热的天气里坐在红绿灯前保持凉爽，那么在ICE闲置期间，供暖、通风和空调(HVAC)系统必须运行。因此，这些子系统还需要精确的电流传感，以确保有效和准确地控制电机。亚博棋牌游戏Allegro MicroSystems公司开发了一系列完全集成的电流传感集成电路，非常适合HEV子系统应用。亚博尊贵会员
图1显示了直流子系统通过DC- DC转换器运行的简单框图，并显示了潜在的电流传感应用。亚博尊贵会员在传动液和发动机油泵以及暖通空调系统中，峰值负载电机电流可达150 A，正常运行时范围从20到50 A。驻车制动马达通常在30 - 50a的峰值下运行，通常在10 - 20a。对于远高于100 VDC的电池电压，如在一些hev和全电动汽车中，感应电池电流和dc - dc转换器电流也需要电(高压)隔离。
图1所示。混合动力汽车和电动汽车电流传感的应用亚博尊贵会员
霍尔效应电流传感的革命
传统的霍尔效应传感器，当用于电流传感应用时，历史上在精度和输出信号带宽方面都表现出一般的局限性。亚博尊贵会员然而，Allegr亚博棋牌游戏o微系统公司已经开发了一系列霍尔效应电流传感器集成电路(ICs)来克服这些问题。这些行业领先的Allegro电流传感器的特点和优点包括:
•信号处理和封装设计创新使> 120 kHz输出带宽
•市场上最高的电流分辨率，最低的噪声光谱密度霍尔传感器集成电路
•专有的、占地面积小的传感器集成电路封装，具有电隔离功能
•降低功耗:通孔和表面安装的低电阻集成导体封装
•在全温度范围内对传感器IC增益和偏移进行精确的工厂编程
电流传感器集成电路的一个关键优势是器件的可测试性。该设备在室温和高温下均经过工厂修整，以优化传感器在工作温度条件下的增益和偏移量。这在一个非常小的包中提供了一个高度精确的解决方案。图2描述了Allegro电流传感器IC系列中的各种专有包配置，并显示了使用每种包类型可以感知的电流大小。
图2。Allegro电流传感器IC包
完全集成的电流传感器集成电路
所需的电流传感和隔离电压范围决定了最佳的Allegro电流传感器IC解决方案。在低电流应用中，如燃油泵或插入亚博尊贵会员汽车充电器，可以使用完全集成的表面贴装传感器ICs，例如，如图2所示的SOIC8封装。这些表面贴装传感器集成电路采用倒装芯片技术，集成了1.2 mΩ导体电阻以降低功耗。倒装芯片结构改善了磁信号耦合，并提供了隔离，因为该模具位于初级电流导体上方，而塑料模具复合材料填充其间的空间。
对于50到100A的中流检测，CB封装中的ACS758系列器件可以使用。ACS758可用于暖通空调，以及油和传动液泵。图3显示了CB包的独特结构。该器件由100µΩ导体、铁磁磁芯和霍尔效应线性传感器集成电路组成一个小尺寸、电隔离封装。该包能够在更高的HEV电池电压下运行:它可以在电流引线和信号引线之间的4800 VRMS下生存60秒的标准UL类型测试。该传感器集成电路已用于dc - dc转换器，以及在电池电压超过350 VDC时，主要逆变电机定子线圈应用。亚博尊贵会员电机定子通常由昂贵的稀土磁铁制成，如镀镍钕。用线圈代替定子不仅消除了稀土金属价格和供应波动的影响，而且提供了一种主动控制定子的方法，从而提高了hev中的电机效率和扭矩分布。
图3。Allegro ACS758 CB Package
对于200 A以上的电流，Allegro电流传感器IC霍尔线性器件可以在铁磁磁芯的间隙中使用，以满足所需的电流传感范围的应用。这一技术是最经常使用在主逆变器，并显示在图2的顶部。无论需要多大的电流传感范围，都可以使用Allegro Hall传感器IC。
总结
Allegro最新一代霍尔效应电流传感器集成技术为HEV子系统的电流传感提供了显著优势。Allegro的集成封装具有电流隔离功能，能够实现低功耗、小占地面积的电流传感解决方案，能够感应高达200a的连续电流。Allegro MicroSystems最近在Hall技术方面的改进也导致了业界领先亚博棋牌游戏的高带宽、高分辨率电流传感集成电路的发展。
文章发表在《电动与混合动力汽车》杂志, 2013年1月。允许转载。
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