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閱讀：34發(fā)布時(shí)間：2024-12-6
作為的半導(dǎo)體公司，英飛凌在傳感器領(lǐng)域也一直走在，擁有廣泛的傳感器產(chǎn)品組合。為了滿足工業(yè)市場(chǎng)對(duì)高性能電流傳感器的日益增長(zhǎng)的需求，英飛凌推出了其集成式電流傳感器，也是市場(chǎng)上最小的高精度集成式電流傳感器TLI4970，該傳感器集成了差分放大器、過(guò)濾器進(jìn)而信號(hào)處理等功能，通過(guò)數(shù)字SPI接口傳輸，可實(shí)現(xiàn)在高達(dá)600V工作電壓和3600V測(cè)試電壓下進(jìn)行電流隔離測(cè)量，主要應(yīng)用于光伏和驅(qū)動(dòng)器的逆變器、汽車(chē)和工業(yè)電池充電器、服務(wù)器和照明應(yīng)用的電源等領(lǐng)域。
根據(jù)英飛凌的市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告，電流傳感器總市場(chǎng)容量約為4億歐元。英飛凌科技股份公司汽車(chē)電子產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理Juergen Mann表示，在當(dāng)前的許多市場(chǎng)應(yīng)用都要求使用電流傳感器，例如太陽(yáng)能逆變器、智能電網(wǎng)、照明以及電源等?！皩?duì)功率效率和高效的功率轉(zhuǎn)換的要求將與日俱增，智能電網(wǎng)和智能電表將改變我們發(fā)電、輸配電和使用電能的方式。在照明領(lǐng)域，將出現(xiàn)更高效的可控制智能照明系統(tǒng)。"Mann指出。
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此次英飛凌的高精度全數(shù)字電流傳感器TLI4970即針對(duì)太陽(yáng)逆變器、充電設(shè)備、電源設(shè)備、電氣驅(qū)動(dòng)裝置以及控制節(jié)能LED照明裝置等應(yīng)用而開(kāi)發(fā)。Mann介紹此款產(chǎn)品時(shí)表示，在提高和確保電流測(cè)量的高精準(zhǔn)度方面，英飛凌做了大量的工作?！癟LI4970基于英飛凌的霍爾效應(yīng)技術(shù)，摒棄常規(guī)的場(chǎng)集中器，可避免滯后效應(yīng)。同時(shí)采用雜散磁場(chǎng)抑制技術(shù)和差分測(cè)量原則，對(duì)外部磁場(chǎng)具有的抗干擾性。如果采用傳統(tǒng)的電流測(cè)量原則，精準(zhǔn)度還會(huì)受到環(huán)境、非確定性漂移和老化等因素的影響，TLI4970采用獨(dú)立的測(cè)量溫度和機(jī)械應(yīng)力結(jié)構(gòu)，因此無(wú)需依靠系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的預(yù)防措施如隔離。通過(guò)在工作期間獨(dú)立測(cè)量?jī)蓚€(gè)變量，該傳感器可以經(jīng)常確保有效補(bǔ)償，而這正是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期測(cè)量穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。"Mann進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)，“利用TLI4970可測(cè)量大小達(dá)到±50A的交直流電流，而且無(wú)需外部校準(zhǔn)，連續(xù)運(yùn)行多年仍可保持的精準(zhǔn)度(1%)、控制效果和效率。適用于高效、可靠、成本優(yōu)化型逆變器和電機(jī)。"
除了高精準(zhǔn)度的電流測(cè)量，TLI4970還具有快速過(guò)電流檢測(cè)功能，在電力輸出階段提高高效保護(hù)?！袄缭诎l(fā)生外部短路的情況下，會(huì)出現(xiàn)臨界過(guò)電流。"Mann舉例說(shuō)，“為了縮短這種潛伏期，TLI4970提供并行信號(hào)路徑，可使傳感器檢測(cè)到的錯(cuò)誤條件在驅(qū)動(dòng)裝置或微控制器中在不到3μs的極短延遲下得到處理。開(kāi)發(fā)人員可通過(guò)電路中的可編程低通濾波器，對(duì)傳感器的電流值和后續(xù)的過(guò)濾操作進(jìn)行編程，調(diào)節(jié)范圍為3~90A，步長(zhǎng)為3A，以對(duì)電流閥值進(jìn)行微調(diào)，滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。"
在封裝方面TLI4970的尺寸也非常具有優(yōu)勢(shì)，采用了7×7×1mm SMD封裝，相比于具有類似精度的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品，體積縮小了100倍，封裝縮小6倍。Juergen Mann指出，如此幅度的微型化得益于英飛凌創(chuàng)新的無(wú)芯化設(shè)計(jì)?！霸谄?chē)和工業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)在很多產(chǎn)品都有一個(gè)專門(mén)的地方放傳感器，但是如果傳感器做得夠小，就不用有個(gè)專門(mén)的地方來(lái)放它。所以現(xiàn)在看來(lái)微型化是一個(gè)大的趨勢(shì)。而在微型化的過(guò)程中，會(huì)遇到電流通過(guò)能力、電隔離、檢測(cè)效果等方面的挑戰(zhàn)，"他表示，“TLI4970內(nèi)部設(shè)有壓力傳感器。這壓力傳感器兩邊會(huì)有電阻，電阻會(huì)感知到壓力變化而進(jìn)行補(bǔ)償。另外，TLI4970內(nèi)有兩個(gè)霍爾傳感器，這兩個(gè)傳感器因?yàn)榉诺煤芙?，所以?dāng)有外圍干擾的時(shí)候，兩個(gè)傳感器都會(huì)感測(cè)到同個(gè)干擾信號(hào)，差分的概念是取兩個(gè)的差值，通過(guò)差分的機(jī)制來(lái)保證TLI4970不受干擾信號(hào)。從尺寸角度來(lái)講，市場(chǎng)上的產(chǎn)品有比我們尺寸小的，但是它需要一個(gè)額外的采樣單元，就是需要額外補(bǔ)償。如果考慮到我們現(xiàn)在芯片的尺寸、電流的精度以及電流范圍，TLI4970應(yīng)該是能夠集成這些功能的產(chǎn)品。"
除了微型化，還提到了電流傳感器的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)——數(shù)字化。Mann表示，現(xiàn)在的電流傳感器都是模擬形式的，最終控制都會(huì)將它數(shù)字化。TLI4970采用了數(shù)字化技術(shù)，無(wú)需外部校準(zhǔn)或額外部件如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、光耦合器或基準(zhǔn)電壓。因此，它大大減輕了總開(kāi)發(fā)工作量，節(jié)省了電路板空間和成本?！拔覀儠?huì)覺(jué)得如果去把一個(gè)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)僅僅是為了適應(yīng)傳統(tǒng)的需求是沒(méi)有意義的，所以我認(rèn)為數(shù)字化肯定是一個(gè)趨勢(shì)。"
最后Mann強(qiáng)調(diào)，TLI4970是英飛凌個(gè)集成式電流傳感器，除上述提到的應(yīng)用領(lǐng)域外，也已經(jīng)可以滿足一些電動(dòng)車(chē)輛及工業(yè)驅(qū)動(dòng)的需求。“我們還在計(jì)劃其他電流等級(jí)的產(chǎn)品，會(huì)在后續(xù)逐步推出。接下來(lái)的產(chǎn)品規(guī)劃主要是三個(gè)方向，一個(gè)是低端化、低成本應(yīng)用，即小電流、低精度，一個(gè)是化，即需要大采樣范圍、大尺寸、大電流，最后則是快速檢測(cè)、高帶寬。"
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