【導讀】隨著電動汽車逐漸成為人們日常生活的一部分，對能夠雙向測量交流電和直流電的傳感器的需求也在增長。它們要高效、準確、緊湊，並且使用靈活。一款全新電流傳感器可以滿足所有這些要求。

隨著電動汽車逐漸成為人們日常生活的一部分，對能夠雙向測量交流電和直流電的傳感器的需求也在增長。它們要高效
、準確

、緊湊，並且使用靈活。一款全新電流傳感器可以滿足所有這些要求。

yuelaiyueduodecheliangyingyongcongdianchigongdian，tebieshizaijuyoudiandongqudongdecheliangshang。tongshi，cheliangdianchihexiaofeidianzizhuangzhidegongnengyebiandeyuelaiyueqiangda，zhedaozhilecheliangdianqixitongzhongchuxiangenggaodedianyahedianliu。weileyingduigenggaodedianya，yejietichuleqitabiaozhunheanquanguiding
，liruyudianqixitongdeqitadianyacengdiangeli，yijigenggaochengbendebaohujiechu。dadianliudaozhidianlanherenhecunzaioumudianzuzhizujiandegonglvsunhaogengda。yinci
，dianliuceliangxuyaoshiyongnenggouhaosangaogonglvsunhaodechaodioumufenliudianzu。raner，tamenxiangduijiaoda，zheyiweizhejiaoduodecailiao、重量和成本。

weilebaohudianchihecheliangdianqixitongdedianqixianlubushouguozaiyingxiang
，bixuceliangdianliu
，yinweiruguoxianshuzhehuo

，kenenghenkuaijiurangcheliangbianchengfeipin。zhezhongbaohugongnengguoqushiyoubaoxiansilaiwanchengde。weilai，zaifashengguoliuhuoduanludeqingkuangxia，guanbidianyuanjiangshibandaotikaiguandegongzuo，qiantishizhunquededianliuceliang
；此外
，若要通過牽引變頻器來控製驅動運作，精準電流測量也是必需的。

用於電隔離的磁場傳感器

由於車輛中存在12V
、48V和he高gao壓ya等deng不bu同tong的de電dian壓ya等deng級ji，對dui於yu這zhe些xie電dian壓ya等deng級ji之zhi間jian電dian隔ge離li需xu求qiu越yue來lai越yue多duo。特te別bie是shi在zai大da電dian流liu情qing況kuang下xia，傳chuan感gan器qi測ce量liang電dian流liu產chan生sheng的de磁ci場chang，並bing將jiang其qi作zuo為wei模mo擬ni信xin號hao傳chuan輸shu，這zhe樣yang具ju有you很hen大da的de優you勢shi：yushiyongfenliuqidejiyudianzudedianliuceliangfangfaxiangbi
，cichangchuanganqizaitigongdiangelidetongshi，hainengxianzhejiangdigonglvsunhao。zhexietexingduiyugaoyahedadianliuyingyongyouweizhongyao，yinweidiangeliquebaoleduijiechudebaohu，erdigonghaozebaozhengledizire。

為了應對這些難題，英飛淩針對TLI4971電流傳感器進行了專門用於汽車應用的進一步開發。在新型TLE4972中，測量電流並不像TLI4971那樣流經具有內部電流路徑的IC封裝；相反，傳感器放置在PCB上或靠近帶電線路的電源軌上，而且沒有接觸。

圖1：TLE4972電流傳感器的目標應用

TLE4972是無芯的...

功(gong)能(neng)更(geng)強(qiang)大(da)的(de)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)允(yun)許(xu)在(zai)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)和(he)發(fa)生(sheng)短(duan)路(lu)時(shi)出(chu)現(xian)更(geng)高(gao)的(de)峰(feng)值(zhi)電(dian)流(liu)。如(ru)果(guo)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)帶(dai)有(you)磁(ci)芯(xin)材(cai)料(liao)的(de)磁(ci)通(tong)量(liang)集(ji)中(zhong)器(qi)，則(ze)必(bi)須(xu)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)較(jiao)大(da)尺(chi)寸(cun)，否(fou)則(ze)，短(duan)路(lu)電(dian)流(liu)可(ke)能(neng)使(shi)其(qi)永(yong)久(jiu)磁(ci)化(hua)
，從(cong)而(er)扭(niu)曲(qu)了(le)係(xi)統(tong)的(de)傳(chuan)輸(shu)特(te)性(xing)（圖2）。由於TLE4972是shi無wu芯xin的de，即ji使shi在zai短duan路lu導dao致zhi過guo流liu的de情qing況kuang下xia，也ye不bu會hui發fa生sheng磁ci芯xin飽bao和he以yi及ji隨sui後hou的de剩sheng磁ci效xiao應ying。這zhe支zhi持chi實shi現xian高gao線xian性xing度du，並bing避bi免mian了le傳chuan輸shu特te性xing中zhong的de滯zhi後hou現xian象xiang。

圖2：帶有磁通量集中器的磁場傳感器必須具有較大的尺寸，以避免因短路而導致的永久磁化和係統傳輸特性的失真。(圖片來源：英飛淩)

...快速...

需要進行快速的過流和短路檢測
，特別是主電池開關。由於TLE4972youlianggedulidekailoushuchu，juyoukepeizhidechufayuzhihekebianchengdezaoshengmaichonglvboqi，yincikeyimanzuyaoqiu。tamenxiangweikongzhiqihuozhajiqudongqidengfachuguoliuxinhao，guodianliujiance（OCD）開漏輸出引腳的典型響應時間小於1μs。TLE4972具有從0Hz到至少120kHz的較寬頻率範圍，有助於實現快速過流檢測，而沒有軟件引起的延遲。

差分模擬輸出也提供了高帶寬，因此可用於電動汽車中驅動電機的扭矩控製。

...精準...

由you於yu采cai用yong差cha分fen測ce量liang方fang法fa
，因yin此ci，由you於yu相xiang鄰lin導dao體ti的de電dian流liu流liu動dong等deng引yin起qi的de多duo餘yu的de雜za散san場chang
，不bu會hui對dui測ce量liang信xin號hao造zao成cheng任ren何he影ying響xiang。芯xin片pian上shang的de附fu加jia傳chuan感gan器qi還hai可ke以yi補bu償chang溫wen度du和he機ji械xie應ying力li的de影ying響xiang。因yin此ci
，在zai組zu件jian的de整zheng個ge使shi用yong壽shou命ming期qi間jian
，準zhun確que性xing和he穩wen定ding性xing得de到dao了le提ti高gao。產chan品pin數shu據ju表biao顯xian示shi，在zai使shi用yong壽shou命ming內nei的de溫wen度du測ce量liang誤wu差cha小xiao於yu2%。

用戶可通過軟件配置和整個係統的機械設計來擴展TLE4972的測量範圍。

整體係統，即傳感器加上PCB或電源軌上的電流導體
，可以在組裝後進行校準，從而補償生產公差。通過Aout引腳在電源開啟的情況下進行通信。

...安全...

英飛淩根據ISO 26262汽車工業功能安全國際標準開發TLE4972傳感器。由於具有高度的自我診斷能力
，該傳感器符合ASIL B標準安全組件功能安全要求（SEooC）。

因此
，特別推薦TLE4972yongyuxuyaomanzugaodugongnenganquandeyingyong。kaifarenyuankeyixiangyingfeilingsuoquxiangguanwendangziliao。zhexieshujukeyongyuqingsongjisuanbingkuaisuzhengmingzhengtixitongdekekaoxing。

...以及靈活性

TLE4972以模擬形式輸出測量值。輸出可以配置為全差分
、半差分或單端。對於單端輸出模式
，傳感器從外部來源導入參考電壓，例如連接的模擬/數字轉換器（ADC）。在半差分模式下，它將內部Vref輸出到一個引腳，與連接的ADC共享。這樣可以抵消共模噪聲，隻要它在整個ADC轉換時間內是恒定的。

在全差分模式下，TLE4972提供兩個相位相反的輸出信號。這種工作模式與具有差分輸入的ADC結合在一起，可確保最好地抑製模擬傳輸路徑上的共模噪聲信號。在這方麵，TLE4972是英飛淩可編程係統級芯片（PSoC）係列4、5和6的理想選擇
，因為它們具有帶差分輸入的12位ADC
，並與傳感器共享3.3V左右電源電壓範圍。

兩種封裝形式

TLE4972有兩種封裝形式：在TDSO-16封裝中
，適用於測量在普通多層板上流經軌道的高達約400 A電流。對於最高大約800 A的更高電流，英飛淩建議將之安裝在特殊形狀的銅軌上（圖3和4）。

圖3：安裝在銅軌上方或下方
，TLE4972適用於測量最高大約800A電流。(圖片來源：英飛淩)

圖4：TLE4972兩個封裝型款提供多種安裝選項，適用於測量200 A至800 A電流。

對於400 A和2 kA之間電流測量，TSON-6封裝TLE4972是理想的選擇，它的尺寸為4.5 mm × 3.5 mm，可以垂直安裝在電源導軌切口處。

原廠提供支持

英飛淩通過全新仿真工具支持使用TLE4972的開發項目
，這款工具可通過英飛淩合作平台（Infineon’s Collaboration Platform）在線使用（需要激活）。此外，英飛淩還為各種測量範圍提供了四塊評測板。TLE4972 EVAL STD PCB（最高約200 A電流）、TLE4972 EVAL INLAY（最高約400 A電流）、TLE4972 EVAL LAT BAR（最高約580 A電流）和TLE4972 EVAL VER（最高約830 A電流）。

結論

TLE4972是用於高雙向電流應用的無電位測量組件
，它還能自主地發出過流信號
，並符合ASIL B標準SEooC要求。這款傳感器特別適用於電機控製。此外，它可以結合PSoC的模擬和數字功能
，精妙地實現高壓熔斷器電子部件。

儒卓力汽車事業部（Automotive Business Unit）專業團隊設想這款組件在眾多目標應用中得到應用，包括測量牽引BLDC驅動、輔助驅動、電子渦輪(e-turbo)
、集成啟動器/發生器
、皮帶啟動器/發生器
，以及高壓路徑中的電子保險絲、電池管理係統（BMS）和電池或負載斷路開關的電機相位電流。

（來源：儒卓力公司
，作者：儒卓力公司汽車事業部產品銷售經理Ralf Hickl）

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