广告

霍尔电流传感器在电信整流器和服务器电源中的应用

2020-05-12 德州仪器(TI) 阅读:
霍尔电流传感器在电信整流器和服务器电源中的应用
电信整流器和服务器电源单元(PSU)中的功率因数校正(PFC)电路和逆变电路都需要将高压侧的电流信号检测到位于低压侧的控制器,因此要用到隔离式电流传感器。

电信整流器和服务器电源单元(PSU)中的功率因数校正(PFC)电路和逆变电路都需要将高压侧的电流信号检测到位于低压侧的控制器,因此要用到隔离式电流传感器。隔离式电流检测有多种实现方式,例如电流互感器(CT)、隔离放大器和霍尔效应电流传感器。其中,霍尔效应电流传感器因其简便易用、准确、体积小且具有直流检测能力,成为比较理想的选择。LLjednc

电流互感器是基于变压器的原理对电流进行采样,使用CT可以检测MOSFET或者IGBT的开通电流。CT的快速响应速度使其非常适合于用做峰值电流控制和过流保护控制。但是基于变压器耦合原理的CT无法感测直流或非常低频的电流,从而导致其不能直接检测工频AC电流,或因为只检测开通电流的间接方法而损失测量精度(没有关断电流)。另外,由于CT需要使用铁氧体磁芯,体积很难做小,而体积较大的CT又会增大电源开关环路,产生更高的电压尖峰和噪声干扰。LLjednc

而霍尔效应电流传感器则是一种精度更高、体积更小的选择,它可以在直流条件下工作,而且能够以良好的线性度和精度测量包含了开通和关断的AC总电流。同时,霍尔效应电流传感器的体积可以做到SOIC-8的封装,同一颗集成IC一样大小,使PCB的布局更加容易,有助于实现更高的功率密度。LLjednc

LLjednc

表1对霍尔效应电流传感器与电流互感器进行了比较。LLjednc

在将霍尔效应电流传感器应用于电信电源或服务器PSU时,需要评估电流的检测范围、连续电流耐受能力、响应速度(/带宽)和电压隔离等级。在某些情况下,电信电源或服务器电源可能还需要向上位机汇报当前的运行功率,此时高精度的霍尔电流传感器(如TI的TMCS1100)可帮助系统实现≥1%的电流检测精度。LLjednc

图1展示了,在分别使用3.3 V和5 V供电情况下,霍尔效应电流传感器的典型应用电路。与使用3.3 V电源供电相比,使用5 V供电可用拓宽霍尔传感器的电流检测范围。以TMCS1100A1为例,霍尔传感器的灵敏度为50 mV/A:如果使用3.3V电源,则电流检测范围为-33 A〜+ 33 A(双向);而使用5.0V电源时,电流检测范围可以扩展到-50 A〜+ 50A。另外,在设计中应当注意,除了电流检测范围之外,还需要考虑传感器的连续电流耐受能力,当电流耐受力不足时,可以通过改善传感器的散热来优化。LLjednc

LLjednc

(a)LLjednc

LLjednc

 LLjednc

(b)LLjednc

图1:霍尔效应电流传感器的常见应用:采用3.3 V电源的霍尔效应电流传感器(a);采用5 V电源的霍尔效应电流传感器(b)LLjednc

在使用霍尔效应电流传感器的电路板布局中,要注意以下因素:LLjednc

散热:尽量增大一次侧电流导线的覆铜面积,可以提高霍尔电流传感器的散热能力,从而增加传感器的最大平均电流耐受能力。另外,还可以使用更厚铜箔的PCB,或者在初级走线上放置一些散热过孔,或者把霍尔电流传感器和PCB走线放置在风道内,都可以改善霍尔电流传感器的平均电流耐受能力。 一次侧电流磁场:布局时,应尽量避免大电流的走线靠近霍尔电流传感器。 隔离要求:从系统整体考虑爬电距离和电气间隙,当霍尔电流传感器无法满足所需的PCB爬电距离时,可以在电路板上挖槽以达到系统级的隔离要求。LLjednc

总结,在电信整流器和服务器PSU中,CT更适合于峰值电流控制和过流保护,但它体积较大且精度不高。霍尔效应电流传感器体积小,精度高,使用简单方便,并且更适合检测交流线路电流。希望本文介绍的关于霍尔电流传感器的一些用法对大家有所帮助。LLjednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • Z-Trak2 3D轮廓传感器可实现最高45000行轮廓线/秒的 Teledyne Imaging推出的Z-Trak2是一个全新的3D轮廓传感器系列,能够实现最高45000行轮廓线/秒的扫描速度,在高速生产环境下进一步提高生产率。
  • 详解华为“八爪鱼”的六大关键特性 “华为八爪鱼”指的是华为自动驾驶云服务HUAWEI Octopus,它是基于自动驾驶最核心的硬件:数据、高精地图、算法,构建一套数据驱动闭环的开放平台。相较OTT云服务及传统工具,华为这只“八爪鱼”到底有哪些特殊之处。
  • 华为发布五大新品,包括鸿蒙OS智能座舱/4D成像雷达/AR-H 近日在2021上海国际车展前夕,华为重磅发布了包括4D成像雷达、AR-HUD、MDC810在内的新一代智能化部件和解决方案。
  • 英伟达要抢英特尔最赚钱领域:首推数据中心CPU,Arm架构性 在400亿美元收购Arm的6个月后,NVIDIA连发三款基于Arm IP打造的处理器,包括全球首款专为TB级加速计算而设计的CPU NVIDIA Grace、全新BlueField-3 DPU,以及业界首款1000TOPS算力的自动驾驶汽车SoC。此外,还公布了与亚马逊AWS、Ampere Computing、联发科和Marvell等基于Arm的CPU平台的合作伙伴关系。
  • F1赛车致胜的关键技术:标准电子控制单元(SECU)和三种传感 一级方程式赛车(F1)中的决胜因素是什么?是赛车手的技术,还是汽车技术——标准电子控制单元(SECU)、传感器(控制传感器/监测传感器/仪表传感器)、遥测技术或数据采集系统?本文将对这个长期争论的问题进行深入分析。
  • 生物仿真硅耳蜗实现神经拟态技术关键词捕捉 苏黎世神经科学研究所开发的动态音频传感器的核心是一个生物仿真硅耳蜗,仿真耳朵中毛细胞的功能。由硅耳蜗产生的事件串流可用于语音端点检测(关键词识别的第一阶段),类耳蜗图可以由神经网络读入并解码其含义。关键词捕捉是目前各种神经拟态技术的一个重要目标。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了