AKM无磁芯电流传感器Currentier

类别:其他  出处:网络整理  发布于:2024-08-07 15:54:12 | 7 次阅读

  “小尺寸”是无磁芯电流传感器的明显优势,AKM的无磁芯电流传感器IC“Currentier”更因兼具大电流检测、低发热、高精度、高分辨率、高速等特性而备受关注。

  霍尔传感器技术
  AKM在霍尔元件行业拥有近40年的历史,并已获得多项。AKM Currentier 的霍尔元件使用的是一种称为砷化铟 (InAs) 的化合物半导体。这种 InAs 霍尔元件的灵敏度大约是硅(Si) 霍尔元件的24 倍。
  表1. 霍尔元件的材料和电子迁移率
  (*InAs:砷化铟 ,GaAs:砷化镓,Si:硅)
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  使用高灵敏度霍尔元件的 Currentier拥有以下特点:
  高灵敏度霍尔元件 → 低发热封装 → 支持大电流传输
  高灵敏度霍尔元件 → 宽信号带宽 → 高速响应
  高灵敏度霍尔元件 → 高分辨率
  封装技术
  在普通无磁芯电流传感器结构中,
  导体(高压侧)--绝缘膜--沿ASIC(低压侧)这一路径存在爬电现象。

  如果绝缘膜和封装树脂之间存在间隙,则可能会发生介质击穿。

  普通无磁芯电流传感器结构图
  在Currentier的结构中,
  高压侧的导体和低压侧的 ASIC/霍尔元件之间没有物理接触。
  它们之间填充了一种绝缘封装树脂。这种结构在封装内部没有爬电,实现了高度绝缘。
  封装外部爬电距离/电气间隙在 8 mm以上,可实现 400V 加强绝缘。
  AKM CurrentierTM 结构图
  由于Currentier采用了高灵敏度的霍尔元件,即使磁场稍小也可以完成检测,因此可降低流过导体的电流密度,增加导体的横截面积,从而降低导体电阻值。一般产品的导体电阻为0.8mΩ,而CurrentierCZ37系列产品的导体电阻为0.27mΩ,仅为一般产品的1/3左右。

  由于发热量与导体的电阻值成正比,因此当施加相同的电流量时,Currentier电流传感器的发热量被抑制在普通无磁芯电流传感器的1/3左右,对实现系统(外壳/基板)小型化很有帮助。

  (a)Currentier  (b)普通无磁芯电流传感器
  上图展示了在相同布局的电路板上通过40 Arms 电流时发热状态的比较结果。Currentier的结果是ΔT=8°C左右,而普通无磁芯电流传感器的结果则是ΔT=25°C左右,高出Currentier3倍以上。
  ASIC技术
  ASIC 技术用于放大磁传感器信号、调整电流灵敏度、调整零电流电压以及执行各种温度校正。
  Currentier的ASIC技术实现了对被测电流的快速响应,这要归功于ASIC对高灵敏度化合物半导体霍尔元件的灵活使用。
 
  绿色  → Currentier(CZ37 系列)的响应时间
  CZ37系列响应速度实力值在 1us以下。
  紫色 → 普通无磁芯电流传感器的响应时间
  AKM实测值为  4us以上。
  
  AKM的无磁芯电流传感器Currentier是结合AKM 自研的高灵敏度化合物霍尔元件技术(InAs)、封装技术和ASIC 技术开发的产品。
  Currentier可弥补分流式、带磁芯电流传感器以及普通无磁芯电流传感器各自存在的不足,当您在使用其他电流检测方式遇到问题时,Currentier不失为一种的解决方案。

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