在各類電機、電源和功率系統中，電流檢測是常見需求。而對于超過50A的電流檢測，要考慮的因素相對更多，如散熱、檢測方案的占板面積以及可能的隔離電壓需求等。傳統的shunt電阻加運放，可能熱損失較大且若是高邊檢測對運放共模范圍要求可能也高；如果有隔離需求，還要外加光耦器件等。而對于電流互感器來說，其體積較大并且易有磁飽和問題。

采用隔離集成的、內置小型磁環的霍爾電流傳感器芯片可有效應對以上問題，為用戶帶來小型化、高精度、簡便設計的解決方案。

產品簡介

             

CH704系列產品是意瑞專為50A以上大電流檢測應用開發的隔離集成式電流傳感芯片，具有高精度、增強絕緣耐壓、高可靠性、低功耗等優點。該芯片內部集成一個精密的可編程線性霍爾芯片、一個小型聚磁環以及一個導通電阻為0.1m?的銅排，可實現+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A的電流檢測，并且通過工廠預編程可測量最大400A的浪涌電流。內部的低偏移、斬波穩定的線性霍爾芯片結合獨特的溫度補償電路設計，實現CH704全溫范圍（-40℃到150℃）內良好的溫度一致性。出廠前芯片已做好靈敏度和靜態（零電流）輸出電壓的校準，全溫度范圍內提供 ±1% 的典型高精度。

主要參數

?介質強度測試電壓：4800Vac
?基礎隔離工作電壓：1187Vdc / 840Vac；加強絕緣工作電壓：672Vdc / 475Vac
?AEC-Q100 車規級芯片認證 (CH704A)
?輸出電壓與電流成正比：+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A
?可測量200Adc（85°C環境溫度）；可測量高達400A的浪涌電流
?5V供電；帶寬180kHz；響應時間 < 2μs 
?內部集成磁環有效抗雜散磁場干擾，剩磁 < 1mV
?工作溫度范圍：-40°C 到150°C

應用場景

?汽車電子：OBC，DC-DC，EPS電機等
?工業控制：不間斷電源（UPS）、焊機/移動通信設備等電源供電
?大功率電機：平衡車/獨輪車控制器、熱泵/制冰機等

?能源：如過程控制、蓄電池檢測、能量測量等

應用舉例① – 不間斷電源UPS

在UPS系統中，供給負載的所有電力都會經過整流/充電器和逆變器的雙重轉換（即AC-DC-AC）。整流器對電池進行浮充電以保持電池處于滿充狀態。而當超限或市電停電時，UPS開啟電池放電工作，逆變器和電池不間斷地投入為負載供電。當UPS內部故障或負載電流瞬變抑或人為停止逆變器時，負載可無間斷地切換到旁路交流輸入（啟動旁路運行）。

霍爾電流傳感器用于控制浮充電源，保證電池正常工作。CH704的響應速度快（<2us）和高帶寬（180kHz），在此類應用中優勢明顯。

  

應用舉例② – 電機相電流檢測

電機的輸出扭矩控制是電機控制系統的關鍵。以PMSM電機FOC控制算法為例，其輸出扭矩為以下公式。其中，紅色框出部分為電流傳感器采集的三相電流。傳感器的精度和延遲性會直接影響扭矩精度的計算。

  

針對不同功率的電機，其相電流的大小及過流檢測的閾值也不同。意瑞不同的電流傳感器產品可覆蓋5A至上千安培范圍（單芯片方案或搭載磁環方案）。針對50-200A（或瞬態電流至400A）的場合，CH704可做到全溫范圍內1%的典型檢測精度，以及<2us的響應速度，可以滿足多種工況需求。

          

應用舉例③ – 汽車OBC， DCDC

汽車OBC和DCDC系統上的電流檢測需求與具體的OBC架構及車型相關。1個典型的OBC（如圖6所示）由多個級聯級組成，包括功率因數校正PFC、DC-DC轉換器、次級整流、輔助電源、控制及驅動電路。PFC輸入端（AC）和OBC輸出端（DC）都需要電流傳感器芯片。目前流行的OBC功率等級是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW；根據不同設計，可由單相或三相電源供電。以6.6kW單相220V/30A交流電源為例，考慮2.5-3倍的過流閾值，可采用CH704的+/-100A規格做PFC輸入端的檢測；在OBC輸出端，考慮高壓直流總線上百伏至800V之間，DC電流不大，可采用CH704的+/-50A規格實現。

  

引腳定義與型號

CH704采用5-PIN CFF封裝，其引腳分布如圖7所示，采用單電源5V供電。其中引腳4與5為電流檢測端；引腳3與2分別代表輸出和接地；引腳1為芯片供電端。CH704系列共有8個產品型號，命名規則及具體型號如圖8和圖9所示。

圖7：CH704引腳分布

  

圖8：CH704型號命名規則

  

圖9：CH704型號列表