电流传感器常见问题解答

霍尔效应是当外部，垂直磁场施加到电流承载导体时的电压存在。导体或霍尔元件以恒定电流偏置。随着磁场的变化，霍尔元件两端的电压的变化发生。然后可以放大该电压并调节以提供与磁场有关的输出。使用该原理，可以使用集成包装，铁磁芯或无芯母线垂直于霍尔元件集中磁场。霍尔效应电流传感器具有固有隔离，低功耗和跨温稳定性的优点，同时提供可以由微控制器监控的模拟输出电压。

零件可以是比率或非比例的。比率表示设备灵敏度与器件电源电压Vcc成比例。此外，设备输出为0 a，也称为v_{IOUT (Q)}，名义上等于VCC / 2．非比率器件将具有VIOUT（Q）和敏感值稳定v_CC在指定输入电压范围内的变化。当传感器的输入电压与ADC参考电压在同一条线上时，比率测量法是有用的。非比值部件在传感器输入电压有噪声或不稳定的应用中非常有用。亚博尊贵会员不稳定的V_CC如果部件是比值的，将产生噪声输出。

电流传感器的三种主要误差类型定义为:

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

偏移错误：V_OE.=测量QVO - QVO

总输出误差:E._tot= ((V_出-V_理想)) / (Sens_理想的×我_P.））×100（％）

这应用注释更深入地介绍错误的来源和定义。

在Allegro Current Sensor设备主页，导航到“零件号规格和可用性”。在需要的增益选项上选择“查看数据”。MSL等级包含在“材料申报报告”中。

虽然MSL评级专门用于表面贴装部件，但是Allegro确实有资格，并为非表面安装部件提供直接与标准MSL额定值相关的通孔等效（THD）。

霍尔效应电流传感器的关键优势之一是其固有的电流隔离。因为主电流路径和信号电路之间没有电连接，所以可以使用更高的工作电压。当前传感器设备数据表中有几个隔离参数或测试，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。

介电强度-在电击穿发生之前所能承受的电压和时间。这是测试了一个设定的时间(通常60秒)，同时测量泄漏电流，以确保击穿没有发生。

工作电压- 可以连续应用于设备的最大电压。它通常具有DC，峰值与峰值和RMS电压的指定值。

隔离特性特定于设备的封装。下表概述了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. LA.	SOICW-16. 嘛	SOICW-16. 马克	SOIC-8 LC1.	SOIC-8 LC2.	QFN-12 EXB.	7针PSOF LR.	5针 CB
图片
维	10.3 x10.3mm	10.3 x10.3mm	11.3 x13mm	4.9 x6mm	4.9 x6mm	3 x3mm	6.4 x6.4mm	14 x22mm
导体电阻	0.85Ω	0.85Ω	0.27Ω	1.2Ω	0.65Ω	0.6mΩ.	0.2Ω	0.1Ω
介电强度	rms.3600 V.	rms.5000 V	rms.5000 V	rms.2400 V	rms.2400 V	NA.	NA.	rms.4800 V.
工作电压	直流870 V. rms.616 V.	直流1550 v rms.1097 V.	直流1618 V rms.1144 V	直流420 V rms.297 V.	直流420 V rms.297 V.	直流100 V rms.70 V	直流100 V rms.70 V	直流1358 V. rms.700 V.

快板还提供铁芯和无铁芯磁场传感器．这些器件可以感知电流>1000A，并实现>5000VRMS的介电强度隔离。

零件输出将继续增加或减少，直到它达到高（当前> IPR）或低（电流PR.）饱和点，在哪里_PR.是该部件的电流传感范围。电压输出高/低（v_哦/ V._ol.)，有时称为输出饱和电压(V_{坐(H / L)}），被定义为传感器输出，V的电压_IOUT，不会导致结果增加/降低电流。这可以在下图中看到。请注意，更改灵敏度不会改变饱和电压。

V的线性性能的函数范围_IOUT及其相关的数据表参数，来自-i有效_PR.+我_PR.．输出可以报告超出全尺度测量的电压，直到饱和点，但不保证超出满量程测量的参数。

每个Allegro电流传感器将在数据表中指定的时间，如下面的例子:

上电时间，t_宝，被定义为a）之间的时间间隔，电源已达到其最小指定的工作电压（V_CC(分钟))，外加磁场作用下传感器输出稳定在稳态值的±10%以内。输出和电源电压的例子可以在下面的范围捕获中看到:

这磁铁，集中器和磁屏蔽供应商页面上的Allegro网站提供了供应商名单和概述推荐磁铁。此列表包括堆芯/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，分别用部件后缀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。当电流满量程在负方向时，双向部件的输出将是最小的，当电流满量程在正方向时，输出将是最大的。如果电流小于或等于零，单向部分的输出将达到最小值，而当电流在正方向满量程时，输出将达到最大。双向部分是有用的检测负欠冲或有益的系统，电流在两个方向流动。当不需要检测负向电流时，可以使用单向器件来增加灵敏度。

每个Allegro电流传感器包括V_CC，地面（GND），V_出来,如果是一个集成的传感器，则为被感知的初级电流提供一个路径。一些部分包括额外的引脚，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（V._{IOUT (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_IOUT．（ACS37002那ACS730.）

故障/过电流故障（OCF）- 当满足电流阈值时，打开漏极输出将拉低。故障输出可以在操作中锁存或解锁（ACS37002那ACS71240那ACS720那ACS732.那ACS733.那A1365）

V_OC.- 某些部件可以使用外部电压选择过电流故障阈值。这是通过连接到V的电阻梯完成_CC别针。（ACS37002那ACS720那ACS732.那ACS733.）

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

过滤器-通过连接一个外部电容，V_出滤波器位置可以设置（ACS720那ACS724/5）

噪音

噪声(输入参考[mA_rms.或输出引用[mV ._rms.])是在指定带宽下输出噪声的均方根值。

噪音密度

噪音密度(输入参考[(µA_rms.)/√Hz]或输出引用[(µV . Hz_rms.）/√Hz]）是噪声作为频率的函数。大致从噪声密度转换为噪声，乘以噪声密度√（带宽*π/ 2）（请注意，在较低频率下，约<1kHz，闪烁噪声或1 / f噪声，起到一个因素，并将影响整体噪音performance, i.e. not all noise is removed with a DC input).

该设备的分辨率相当于参考的噪声输入[mA]_rms.]在所需的带宽处。如果使用噪声密度指定设备，则通过乘以噪声密度来转换为噪声√（带宽*π/ 2）．如果设备被指定为引用的输出，则通过敏感性除以引用的输入。

在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(单位为安培)等于:

(ADC Range [mV]) / (Device Sens [mV/A] * 2 .输出说明^{ADC第三(位)1}）

例如，计算分辨率ACS732KLATR-20AB-T在1MHz带宽下使用具有11.5位有效数的5 V ADC。ACS732的噪声密度为55(µa_rms.) /√赫兹。

将此值乘以√（1MHz *π/ 2）以获得69 mA的噪音_rms.，给出了传感器输出的分辨率。

接下来，计算分辨率=的ADC分辨率/ (100 mV) / A * (2)^11.5-1））。

这导致ADC分辨率为34.5 mA。在计算系统的总分辨率时，取出这两个计算的最大值，或在这种情况下，69 mA。

Allegro电流传感器输出的低通滤波将降低噪声，但以设备带宽的成本降低。如果需要特定的噪声水平或分辨率，请在以下等式中求解带宽（BW）：期望的噪声=噪声密度*√（bw *π/ 2）．

接下来，选择生成所需带宽的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通常有高的输入阻抗，大约1Kohm或更小的值通常是可以接受的。

• 验证数据表中的噪声如何。例如，噪声可能取决于V上的电容器_出，如下面的规格。

• 增加V上的电容_出．数据表将包括可以连接到v的最大输出电容的值_出，如下面的规格。

• 如果更改电容无法解决问题，则应检查布局。如果是V._出信号对ADC或测量仪器具有长迹线，可能存在与输出信号相互作用的其他信号。将示波器连接尽可能接近电流传感器的输出，并直接监控零件输出。
• 另一个潜在问题是传感器的不稳定输入电压。比率部件将对器件输出信号转移噪声输入电压。监控V._CC电流传感器的引脚检查输入不稳定输入。确保正在使用正确的旁路电容值，并尽可能地放置在PCB上的部分。
• 另一个噪声源可能是杂散磁场。请参阅设计支持的问题1yabo亚博网站部分了解缓解杂散领域。

在每个设备的数据表中列出的是一个选择指南，通常位于第2页或3页。虽然设备选择指南中包含的内容中的设备与设备有一些变化，但选择指南的某些主要属性是零件编号，灵敏度（SET），优化电流范围（仅适用于集成导体传感器），工作温度（T_一种)、封装类型和供电电压(如果设备有5v和3.3 V变体)。该表可以作为一个指导选择当前传感器的应用程序。

例子:

基于核心（ACS70310)从设备数据表选择指南:

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

集成和基于核心传感器的通用命名组件:Allegro电流传感器以ACS(传统A1363/5/6/7除外)开始，然后是3到5位的部件编号。部件号后面跟着一个字母表示传感器的工作温度范围。温度范围标识后面是包装标识符，可以是两位数或三位数。在封装标识之后，集成传感器对可用的封装/运输选项有两个字母的标识，基于核心的传感器将对铅模选项有两个字母的标识。接下来，集成传感器有一个2 / 3位的电流范围值，而基于核心的传感器有裁剪的灵敏度值。接下来是传感器的方向性、双向(B)或单向(U)。接下来是设备的名义供电电压水平。包括在零件名称的末尾是自定义功能(自定义故障级别，设置极性，客户可编程，等等)。有关设备部件号的更多信息，请参见设备特定数据表。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的变体制造了不同的零件号(例如，ACS724是一个5v设备，而ACS725是一个3.3 V设备，但这些部件具有相同的功能)。

命名计划的例子:

核心基础(ACS70310）：

集成(ACS71240）：

遗留集成(ACS724vs.ACS725，请注意选择指南中没有电源电压指示）：

MIN / MAX限制保证在离开Allegro工厂时，在MIN / MAX值之上没有设备将在上方或低于。典型值是平均值±3 sigma。这意味着99.7％的设备将落在典型值内，并且没有将在指定工作温度范围，输入电压或任何其他测试条件下的最小值/最大限制之外。

同样重要的是要注意，在给定电流（通常是全尺寸电流或半尺度电流）的情况下指定了灵敏度误差（ESEN）和总误差（etot）。错误结果可能因不同的应用电流而异。这的主要示例是较低电流的总输出误差。例如，如果部分的全尺度范围为20A，并且存在5％的最大灵敏度误差和1A最大偏移误差，则最大总输出误差= 20a *（5％/ 100）+ 1 a = 2 a或10％的全尺寸施加电流为20 A.在5A施加相同的灵敏度误差和偏移，总输出误差= 5 *（5％/ 100）+ 1 A = 1.25 A或25％的全部 -尺度施加电流。

以下 应用注释为Allegro电流传感器软件包提供特性数据。本应用笔记包括在Allegro演示板上获得的数据。这个文件是有用的，当决定正确的Allegro电流传感器软件包为给定的应用程序和电流需求。

通过该封装的绝对最大电流量与设备能够感知的电流范围不同。最大允许电流取决于封装和PCB布局，是环境温度的函数。参考常见问题解答热部分的问题1有关确定Allegro电流传感器最大允许电流的信息。当流过电流大于优化电流传感范围时，设备的输出将饱和。参考常见问题解答通则第7题有关输出饱和度的进一步解释。

一种——快板
年代——传感器
E.——评估
K.- 成套工具

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acs37800kmacr -015B5-SPI，在Allegro主页右上角的“检查股票”搜索栏中搜索ASEK37800。

搜索“ASEK37800”将为所有可用的ASEK37800演示板提供结果。点击购物车图标被路由到Digikey网站以进行购买。

在“设备主页”上，单击“设计支持工具”的链接，如下图所示：yabo亚博网站

如果演示板有用户指南，可以在设计支持工具中下载，如下图所示:yabo亚博网站

演示板上的所有组件都将额定或高于被测试电流传感器的最大额定温度。演示板的电流额定值取决于电流传感器的封装和环境温度。以下应用注释提供各种环境温度的Allegro演示板上的电流传感器包的特征数据。

在每个Allegro电流传感器的设备主页上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文件包含Gerber文件的ASEK演示板的设备。Gerber文件是包含PCB设计的每个板层信息的文件。

解压缩Gerber文件文件夹后，将有一个Fab文件。该FAB文件包含有关演示板布局的信息以及关于铜厚度，PCB层计数的信息，包括演示板属性。

在每个设备数据表中，有一个PCB布局和热应用部分，特定于该设备和包。

相关应用笔记:

1. 使用ACS71x电流传感器芯片时管理外部磁场干扰
2. 使用Allegro电流传感器IC时最小化共模场干扰的技术(ACS724和ACS780)
3. 无芯霍尔效应电流传感器芯片中的共模场抑制

参考设计支持FAQ部分的问题1yabo亚博网站了解缓解杂散领域。

在特定的Allegro当前传感器设备主页上，导航到“部件号规范和可用性”。在需要的增益选项上选择“查看数据”。包重量包含在“材料申报报告”中。

在设备主页上所需的Allegro电流传感器，位于靠近网页底部，是一个包装部分。在包装部分中，通常有一个设备所在的包的映像(如果设备在多个包中提供，则不止一个)。设备包的步骤文件可以在这里找到。

如果步骤文件不在设备主页上，请参考包装的主页在Allegro网站上。

获取UL认证表明Allegro当前传感器已被测试到适用标准;UL在全球范围内得到认可，他们能够为行业的制作提供认证。Allegro当前传感器，位于MA，LC，MC，LA和CB封装中，已被认证到相关的UL标准60950-1，第2版和62368-1，第1版（仅限MA）。

在Allegro Current sensors的设备主页上，安装在MA、LC、MC、LA和CB包中的是UL符合性证书和UL CB测试证书。

合格证书是指设备通过UL测试，符合UL标准60950-1和UL标准62368-1(仅适用于MA)。CB Test Certificates提供UL认证的基本绝缘数和加强绝缘数的工作电压以及最大额定隔离电压。

参考“Allegro产品的焊接方法“在Allegro网站和在这里下载．

• 当霍尔元件靠近导体时，LA具有最高的灵敏度
  • 填充芯片位于离引线框最近的模具顶部
• MA有很高的内部隔离
  • 2层聚酰亚胺绝缘和3层绝缘粘合剂
• MC具有最低的内部导体电阻
  • 更长的爬电以更好的工作电压

也指一般问题部分的第6题获取更多软件包信息。

有几种方法可以开始产品选择流程。第一种方法将根据所需的隔离度或包的大小。下表提供了可用软件包的概述(不包括现场传感器)。

包描述符	SOICW-16. LA.	SOICW-16. 嘛	SOICW-16. 马克	SOIC-8 LC1.	SOIC-8 LC2.	QFN-12 EXB.	7针PSOF LR.	5针 CB
图片
维	10.3 x10.3mm	10.3 x10.3mm	11.3 x13mm	4.9 x6mm	4.9 x6mm	3 x3mm	6.4 x6.4mm	14 x22mm
导体电阻	0.85Ω	0.85Ω	0.27Ω	1.2Ω	0.65Ω	0.6mΩ.	0.2Ω	0.1Ω
介电强度	rms.3600 V.	rms.5000 V	rms.5000 V	rms.2400 V	rms.2400 V	NA.	NA.	rms.4800 V.
工作电压	直流870 V. rms.616 V.	直流1550 v rms.1097 V.	直流1618 V rms.1144 V	直流420 V rms.297 V.	直流420 V rms.297 V.	直流100 V rms.70 V	直流100 V rms.70 V	直流1358 V. rms.700 V.

其他产品选择流可以从所需的电流传感电平开始。Allegro为各种电流传感级别的登陆页，包括：

• 0-50A传感器
• 0-400A电流传感器
• 0 ~ >1000A现场传感器

这目前的传感器创新也强调了不同产品家族的好处。

调试杂散磁场时，检查传感器是否是单个或双霍尔技术，通过检查设备特定数据表的功能框图。

单堂和流浪领域：

因为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。这些附加磁场通常称为杂散磁场或共同磁场。产生杂散磁场的最常见原因是电流传感器附近存在大电流迹线或导线。为了近似误差由载流导线引起，将轨迹的磁场建模为无限大导线B =µ* (I / (2π×d))．

B.为高斯(G)的磁场，µG中自由空间的磁导率等于多少4π* 0.001那一世电流是以安培为单位的吗d是从导线上的一点到垂直于导线的霍尔元的距离，单位是米。一旦已知磁场，乘以磁耦合系数[G/A](在大多数数据表中提供)，这将导致安培的绝对误差。一旦估计了误差，测试可以通过消除杂散场产生导线或轨迹，并重新测试传感器输出来进行。如果痕迹或导线无法移除，另一种解决方案是将传感器从板上拉下来，并将PCB上的部分从可疑的载电流导线上引开。最后，屏蔽可以利用在传感器周围放置铁质材料来阻挡杂散场。

这应用注释更详细地描述了磁场干扰和屏蔽的影响。

双霍尔和杂散场:

Allegro还提供双霍尔元件传感器，以减少杂散场误差。两个霍尔元件被不同地使用，并放置在电流环的相对两侧。这使得普通磁场被移除，使得输出电压明显不受普通磁场的影响。双霍尔元件虽然减小了杂散场误差，但并不能完全消除杂散场引起的潜在误差。在调试双霍尔传感器时，也可以使用上一段所述的相同的测试/缓解技术。

这应用注释更详细地解释了使用双霍尔元件传感器时如何估计和减轻常见磁场。

Allegro为大多数Allegro电流传感器提供LTSpice模型。以下链接将下载一个压缩文件夹与整个香料模型库的Allegro电流传感器。阅读zip文件夹中包含的“ALLEGRO_ACS_LT_Guide.pdf”，详细了解如何开始以及如何在LTSpice中使用Allegro部件。

这请注意提供使用母线设计的概述，指导和仿真结果。

Allegro还提供在线交互建模l帮助设计无芯解决方案的母线。

这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。

以下是遵循的检查列表，以验证Allegro当前传感器的正确输出：

• 输入电压高于最小和低于数据表中指定的最大值吗？调整输入电压以匹配数据表中的典型VCC值。
• 输入电流是否与数据表上的典型匹配?如果电流低于预期，输入电源和传感器之间可能有开路。如果电流高于预期，可能在输入下沉电流上有其他东西，阻止设备正确偏置。验证零件的供应连接。
• 当设备正确偏置时，但不应用电流，设备的输出是什么？确保在此状态下，设备输出匹配零电流输出电压（V._{IOUT (Q)})，在数据表中指定。如果不匹配，测量从输出到地的电阻，确保没有什么将输出拉低。还可以尝试重新调试传感器或更换其他部件，看看问题是否仍然存在。这将验证问题是部分或应用程序相关的。
• 如果V._{IOUT (Q)}是否正常，设备的灵敏度是否在数据表规格范围内?为了快速测试灵敏度，应用0a和测量V_IOUT，然后应用已知的电流和remeasure v_IOUT．这两点的斜率是MV / A中的灵敏度。要解决灵敏度的问题，请确保所感测的电流路径的电阻是通过用欧姆计测量来预期的。焊接故障或杂散迹线可能通过测量和引入误差的导体降低电阻。

其他潜在问题包括噪音（请参阅常见问题解答中的噪音部分）和杂散磁场（请参阅常见问题解答的设计支yabo亚博网站持部分）。

基本上每个分流解决方案都可以用集成霍尔效应传感器代替，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器。少数分流解决方案可能不适用于集成霍尔效应传感器，包括超低电流分辨率(在uA中)或超高速(>1Mhz)。

从分流解决方案切换到集成霍尔效应解决方案的主要好处是增加隔离度、减小布局尺寸和降低设计复杂性。大多数分流解决方案不能超过100 V共模电压，没有使用隔离放大器，需要外部隔离电路。与霍尔效应电流传感器相比，霍尔效应电流传感器提供了从电流路径到信号引脚的固有隔离。切换到霍尔效应传感器还消除了外部分流和输入滤波的需要。这降低了布局空间和设计的复杂性。

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检测方案:

位于快速的客户门户是Allegro客户可编程传感器的程序员gui / dll。除了为客户可编程设备编程软件，Allegro客户门户有帮助的设计工具，包括用户指南和交互式设计工具。

这ASEK20是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与设备特定子板组合使用（从ASEK20单独使用）。ASEK20是一个用于表征和解Allegro当前传感器的性能的基准验证和编程工具。ASEK20在校准现场的Allegro电流传感器方面也是有用的。可以找到设备特定的软件应用程序亚博尊贵会员快板的软件门户．

客户可编程的Allegro电流传感器，可用于ASEK20:

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

请参阅“'rohs'是什么意思？”发现在品质与环境常见问题．

请参考品质与环境常见问题．

导航到质量标准和环境认证Allegro网站的主页。在标题为“政策和宣言”，有一个标题的声明和陈述部分。在这里，可以找到RoHS合规声明。