400 kHz 電流傳感器在開關模式電源設計中實現(xiàn)更可持續(xù)的設計
出處:維庫電子市場網 發(fā)布于:2023-11-15 16:17:34
寬帶隙器件(SiC、GaN 和 GaAs)的出現(xiàn)降低了開關損耗對效率的影響。因此,許多電源應用中的開關頻率都在上升,包括DC-DC 轉換器、太陽能 MPPT 和逆變器、電信和服務器 電源、配電裝置 (PDU)、不間斷電源 (UPS) 和充電站。
隨著效率和空間節(jié)省方面的新進展,高速趨勢預計將持續(xù)下去,從而對電流監(jiān)控和保護提出新的要求。Allegro 廣泛的集成霍爾效應電流傳感器 IC 系列在不犧牲尺寸、效率或性能的情況下提供創(chuàng)新的高速解決方案,緊跟這一高速趨勢。
穩(wěn)定性和準確性
開關頻率直接影響電力系統(tǒng)對瞬態(tài)負載的響應。由于電源的任務是支持多個子系統(tǒng),因此需要適當的瞬態(tài)響應以避免這些子系統(tǒng)上線時發(fā)生斷電事件。在為此類應用選擇傳感器時,系統(tǒng)架構師通常會在高速或穩(wěn)定性與頻率和溫度精度之間進行折衷。比較圖 1 中兩種電流傳感解決方案的未濾波響應。

圖 1:ACS37002 穩(wěn)定輸出響應與競爭解決方案
競爭解決方案的欠阻尼響應會在峰值電流檢測期間產生模糊性,從而導致控制錯誤并降低整體效率。輸出振鈴還會觸發(fā)過流事件、錯誤關閉和“滋擾”故障。
有了ACS37002,系統(tǒng)架構師不再需要妥協(xié)。憑借創(chuàng)新的 400 kHz 信號路徑和成熟的傳感器架構,ACS37002 能夠以的振鈴、相位延遲或衰減干凈地跟蹤信號,并且無需外部濾波器組件。差分輸出 (Vref) 和雜散場抑制可在噪聲環(huán)境中提供高信號完整性。Allegro 的這款集成電流傳感器在高速、高精度以及頻率和溫度范圍內堅如磐石的穩(wěn)定性方面占據了新的優(yōu)勢。
效率、加熱和 PCB 面積
頻率并不是上升的規(guī)格。效率目標也在不斷提高,推動了低損耗開關技術的采用。隨著開關導通電阻的下降,電流路徑中的其他組件開始在熱量損失功率中占據更大的比例。
I2R 損耗的管理對系統(tǒng)成本和可靠性具有復合影響。限制熱量可降低冷卻要求和相關成本,同時延長電力系統(tǒng)的使用壽命和可靠性。對于太陽能逆變器等設備,這意味著更多的時間在陽光下,以及更少的維護或垃圾填埋時間。標準電流傳感解決方案的損耗比較見表 1。
包裝圖

通過并聯(lián)額外的電阻或選擇較低的電阻值,可以降低分流解決方案中的功率損耗。這些方法很有用,但布局對于整體精度至關重要,并且添加的電阻器會占用寶貴的電路板空間,尤其是在尺寸過大時。,大多數分流解決方案不支持負輸入電壓,需要額外的隔離組件才能進行測量。
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