借助微型传感器实现电流精准测量
加入技术交流群
设计和功能原理
图3为TLI4970的设计原理图，图4为对应的方块图。流经初级侧导电轨的电流产生磁场，该磁场由两个差分霍尔元件测量。霍尔元件与导电轨之间进行了电流隔离。霍尔元件的信号直接由Δ-Σ模数转换器进行数字化处理。通过可编程(0kHz～18kHz)低通滤波器后，信号在数字信号处理器(DSP)中进行处理。
图3：TLI4970设计图—流经初级侧导电轨的电流产生磁场，该磁场由两个差分霍尔元件测量。
图4：TLI4970方块图—OCD信号通路与电流信号通路分开，并采用了可编程毛刺滤波器。
芯片处的温度(T)和机械应力(S)由第二个模数转换器不依赖初级电流进行单独测量和数字化处理。然后，DSP利用温度和应力信息来平衡“原始”电流信号。最后，经过平衡的信号通过接口单元和SPI接口输出。
快速过流保护
TLI4970测量通路中的快速过流检测通过OCD(过流检测)引脚实现。OCD信号通路与电流信号通路分开，并采用了可编程毛刺滤波器。还可为OCD输出设置0A至±90A的对称阈值，增量为3A，这样可检测正负过流。毛刺滤波器时间可在150ns～1550ns范围内设定，增量为100ns。
OCD引脚与微控制器逻辑输入端相连，例如可在微控制器中触发中断，根据需要关闭系统，和/或防止系统损坏。借助OCD引脚的漏极开路输出，仅需一个微控制器即可从多个TLI4970传感器读取过流信号。
抗干扰鲁棒性
使用基于霍尔元件的电流传感器时，最大程度降低外部杂散磁场的影响至关重要。TLI4970具有极强的抗外部磁场干扰的能力。在这一点上，外部磁场相对于导电轨的位置起重要作用。如果对应的干扰源垂直于导电轨，由于磁场平行于霍尔元件，基本不存在串扰效应导致的负面影响。如果干扰源垂直于导电轨，由于采用差分测量，这可以确保高抗扰度。串扰仅在干扰源平行于集成导电轨时产生。在此情况下，TLI4970提供了有效的串扰抑制。对于50A电流，测量距离为3mm时串扰效应仅为1mA。
节省空间和成本
TLI4970采用极小的SMD封装(PG-TISON-8)，尺寸仅为7mm×7mm×1mm，因此可实现高性价比组装。TLI4970微型封装仅重0.2g。与电平转换电路、滤波器、电流隔离和包括奇偶校验在内的安全通信这些集成式功能结合使用，可显著降低空间要求以及材料成本(BOM)。
广泛的设计支持
TLI4970评估套件可帮助用户轻松完成评估。图形用户界面使在各种系统设置下可对传感器进行轻松编程和快速测试。评估套件包括模拟板(图5)，它可将数字SPI输出信号转换为模拟信号。这可支持开发人员直接使用其现有带模拟接口的系统设计测试TLI4970的性能，同时英飞凌确保模拟板引脚与传统的电流传感器兼容。
图5：使用TLI4970模拟板可轻松、快速地转换至数字电流测量。
评论