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如何采用电流传感器IC实现共模场干扰最小化?

本文摘要:概述AllegroMicroSystems电流传感器IC可以分成三大类:必须外部磁芯的传感器、具备PCB内置磁芯的传感器,以及具备构建载流环(但无磁芯)的传感器。最后一类就是具备共计模场诱导(CMR)功能的传感器。本文将探究CMR的机制,并重点讲解如何充分利用此机制来优化电路板设计和布局。 背景在用于构建载有流环的IC中,载流环可以产生IC能测量的磁场。该磁场通过霍尔效应转换成电压。此霍尔电压正比于电流大小和方向。 图1是特定电流传感器IC引线板产生磁场的示例。

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概述AllegroMicroSystems电流传感器IC可以分成三大类:必须外部磁芯的传感器、具备PCB内置磁芯的传感器,以及具备构建载流环(但无磁芯)的传感器。最后一类就是具备共计模场诱导(CMR)功能的传感器。本文将探究CMR的机制,并重点讲解如何充分利用此机制来优化电路板设计和布局。

背景在用于构建载有流环的IC中,载流环可以产生IC能测量的磁场。该磁场通过霍尔效应转换成电压。此霍尔电压正比于电流大小和方向。

图1是特定电流传感器IC引线板产生磁场的示例。在该图中,箭头命令通过引线板的电流,彩色图回应100A直流电通过传感器时产生的磁场。

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为了表达清晰,图中后移除了电流源。图1:ACS780电流传感器引线板磁场。

用于配有构建载有流环的IC具备很多优势:需要磁芯、基本没磁滞、功率较低、并且具备较高的温度精确度。但是,由于不不存在磁芯,传感器更容易受到磁体或传感器IC周围导线电流产生的杂散磁场的影响。

为了诱导杂散磁场的经常出现,Allegro的很多电流传感器都具备双霍尔共模诱导方案。霍尔板的布置方式要保证当电流通过IC构建导体或载有流环时,每个霍尔板感应器的场极性相反。在图1中,两个霍尔板的方位用H1和H2回应。

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可以从图中显现出,这两个区域具备方向忽略的磁场。使用CMR技术的基本原理是:如果两个霍尔板的信号相加,然后可以将构建的环引起的信号议和,这样就可以诱导来自转入IC的任何杂散磁场共模(单极)信号。

非常简单举例,假设每个霍尔板的磁场±B大小大于,方向忽略,则:H1–H2∝B1–B2B–B2=B–(–B)B–(–B)=2×B因此,H1–H2∝2×B假设两个霍尔板上具备大于的杂散磁场Bext,则:H1–H2∝B1–B2B1–B2=(B+Bext)–(–B+Bext)(B+Bext)–(–B+Bext)=2×B+Bext–Bext2×B+Bext–Bext=2×B因此,H1–H2∝2×BAllego的其它技术资料《无磁芯霍尔效应电流传感器IC使用的共模场诱导技术》更加详尽地讲解了CMR技术的理论和指导方程。本文讲解的主要技术是如何设计和布置这些电流传感器IC的载流线路。此外,本文也获取了最小化其他杂散来源的指南。


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