ALLEGRO ACS37610S nüvəsiz cərəyan sensoru
ACS37610S üçün Dual Bridge Dizayn Təlimatları
Kristian Kasparek, Natan Şeumon, Sedrik Gillet, Ksavye Blan
Giriş
Allegro Microsystems, nüvəsiz cərəyan algılamasında öncüllük edərək, böyük və bahalı əsas əsaslı həllər ehtiyacını aradan qaldırdı. ACS37610 yüksək dəqiqlikli Hall effektli cərəyan sensoru IC-dir, cərəyanın şin və ya PCB vasitəsilə axdığı tətbiqlərdə təmassız cərəyan təyin etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur (əlavə keçid). Ənənəvi olaraq, bunun üçün mexaniki dizayn problemlərini təqdim edən, xüsusən də temperatur və sensorun ömrü boyu sensor və çentik arasında dəqiq uyğunlaşmanı təmin edən çentikli şin və ya PCB tələb olunur. Bunu həll etmək üçün Allegro daha çevik və möhkəm mexaniki dizaynlara imkan verən ACS37610S-ni SIP-də təqdim edir. Bu proqram qeydi ACS37610S üçün xüsusi olaraq optimallaşdırılmış, yerdəyişmə xətası performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıran yeni ikili körpü şin dizaynını təfərrüatlandırır.
İkili Körpü Dizayn və Algılama Konsepti
Şəkil 1-də göstərilən ikili körpü dizaynı ACS37610S sensorunu yerləşdirmək üçün mərkəzi çuxurlu iki paralel körpüyə malikdir.
Sensor Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, Hall lövhələri PCB müstəvisinə perpendikulyar düzülmüş şəkildə PCB-yə şaquli şəkildə quraşdırılmışdır. Şindən keçən cərəyan maqnit sahəsi yaradır ki, curls hər körpünün ətrafında. Z oxuna həssas olan iki Hall plitəsi tərəfindən maqnit sahəsinin diferensial tədqiqi başıboş maqnit sahələrinin təsirlərini ləğv edərək möhkəm ölçmə aparmağa imkan verir.
Çıxış həcmitage Vout və həssaslıq aşağıdakı tənliklərlə hesablana bilər
CF birləşmə əmsalı olduğu halda, ∆V çıxış diapazonudur və ∆I ümumi cərəyan diapazonudur.
Tövsiyə olunan Dizayn və Performans
Şəkil 3-də təsvir olunan tövsiyə olunan ikili körpü dizaynında hər biri 10 mm uzunluğunda 6 mm ilə ayrılmış 2 mm enli körpülərdən istifadə olunur. Sensor mərkəzi çuxurda yerləşdirilib, Hall plitələrinin orta nöqtəsinin çuxurun mərkəzinə tam uyğun olmasını təmin edir (ətraflı texniki təsvirlər üçün məlumat cədvəlinə baxın).
Cədvəl 1 performansı göstərirview 700A pik cərəyan üçün tövsiyə olunan ikili körpü dizaynı ilə birlikdə ACS37610S. Bu pik cərəyan dəyəri avtomobil tətbiqlərində müşahidə olunan tipik maksimum cərəyanı təmsil edir. Bununla belə, həssaslıq müxtəlif cərəyan diapazonlarında işləmək üçün proqramlaşdırıla bilər. Cədvəl 1 mm ilə 3 mm arasında dəyişən müxtəlif şin qalınlıqları (T) üçün əsas performans parametrlərini göstərir. Parametrlər Ansys Maxwell-də maqnit simulyasiyaları etməklə əldə edilmişdir. Həndəsə 260-290 mG/A möhkəm birləşmə faktorunu göstərir. Bu birləşmə faktoru yuxarıda göstərilən tənliklərə uyğun olaraq pik cərəyanda sensorun həssaslığını təyin etmək üçün çox vacibdir.
Cədvəl 1: Performans bitdiview 700 A pik cərəyan üçün və müxtəlif şin qalınlıqları üçün tövsiyə olunan ikili körpü dizaynının.
| T = 3 mm | T = 2 mm | T = 1 mm | |
| Birləşdirmə Faktoru [mG/A] | 259 | 277 | 288 |
| 700 A [mV/G] üçün həssaslıq | 11.0 | 10.3 | 9.92 |
| Yer dəyişdirmə tolerantlığı dx = 0.1/0.3 mm [%] | -0.2/-1.2 | -0.1/-1.3 | -0.2/-1.4 |
| Yer dəyişdirmə tolerantlığı dy = 0.1/0.3 mm [%] | 0/0.2 | 0/0 | 0/0 |
| Yer dəyişdirmə tolerantlığı dz = 0.1/0.3 mm [%] | 0.1/1.1 | 0.2/1.2 | 0.2/1.4 |
| Busbar tolerantlığı (±0.1 mm) [%) | 0.5 | 0.6 | 0.5 |
| Qazanma xətası @ 1 kHz [%] | -0.8 | -0.6 | -0.2 |
| Faza sürüşməsi @ 1 kHz [°] | -1.2 | -0.8 | -0.4 |
- Yer dəyişdirmə xətaları bütün istiqamətlərdə ±0.1 və ±0.3 mm üçün göstərilir. Koordinat sistemi üçün Şəkil 3-ə baxın. Y oxu boyunca verilmiş ±0.3 mm diapazon üçün heç bir təsir yoxdur. X və z oxları boyunca 0.3 mm yerdəyişmə üçün 1.2 və 1.4 % xəta var. Bu, z oxu boyunca cəmi 0.1 mm üçün 5% olan çentik həndəsəsinin yerdəyişmə xətasından çox kiçikdir.
- Sensorun ikili körpüdə yerləşdirilməsi zamanı yaranan ilkin yerdəyişmə xətası xəttin sonu kalibrlənməsi vasitəsilə effektiv şəkildə aradan qaldırıla bilər. Bu kalibrləmə adətən məlum cərəyanın tətbiqini və sensor çıxışının cərəyana uyğunlaşdırılmasını nəzərdə tutur. Kalibrləmədən sonra əsas narahatlıq əməliyyat zamanı baş verən yerdəyişməyə keçir və bu, adətən ilkin yerdəyişmədən əhəmiyyətli dərəcədə kiçikdir.
Eynilə, hər bir körpünün enində istehsal dəyişikliyini təmsil edən şin tolerantlığı xəttin sonu kalibrlənməsi zamanı da kompensasiya edilə bilər. Təhlil ±0.1 mm sapma hesab etdi, nəticədə ölçməyə təqribən 0.5% təsir etdi. - Qazanma xətası və 1 kHz-də faza sürüşməsi ilə xarakterizə olunan sensorun AC performansı şin qalınlığından təsirlənir. Daha nazik şinlər daha düz tezlik reaksiyası nümayiş etdirir. Məsələn, şin qalınlığının 3 mm-dən 1 mm-ə qədər azaldılması 1 kHz-də qazanma xətasını 0.6% yaxşılaşdırır və faza sürüşməsini 0.8° azaldır. Şəkil 4 müxtəlif şin qalınlıqları (üst sıra) və körpü enləri (aşağı sıra) üçün tezlik reaksiyasının ətraflı təsvirini təqdim edir.
Şəkil 4: Üst sıra müxtəlif şin qalınlıqları üçün tezlik reaksiyasını göstərir. Daha nazik şinlər daha düz əyri göstərir. Aşağı sətir müxtəlif körpü genişlikləri üçün tezlik reaksiyasını göstərir. İncə körpülər daha düz əyri göstərir.
İkili körpünün dizaynının istilik tutumunu qiymətləndirmək üçün 700 A (DC) cərəyan həm 3 mm qalınlığında möhkəm bir şin, həm də 3 mm qalınlığında ikili körpü konstruksiyasına 5 dəqiqə tətbiq edilmişdir. Ətraf mühitin temperaturu 25 ° C səviyyəsində saxlanıldı. Ölçüləri 18×3 mm² (Eni x Qalınlıq) olan bərk mis şin 130°C temperatura çatdı. İkili körpünün dizaynında misin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına baxmayaraq, ölçülmüş temperatur yalnız 10 ° C yüksək idi və 140 ° C-ə çatdı. Əhəmiyyətli odur ki, daha dar körpülər lokal həddən artıq istiləşmə nümayiş etdirmir və ya qaynar nöqtə kimi çıxış etmirdi.
700A 3 mm qalınlığında şinlərə tətbiq olunur (soyutma sistemi yoxdur)
Nəticə
ACS37610S SIP ilə birlikdə ikili körpü dizaynı təmassız cərəyan algılaması üçün möhkəm və yüksək performanslı həll təklif edir. Onun əsas üstünlüyütages təkmilləşdirilmiş yerdəyişmə xətasına dözümlülük, mexaniki dizaynda çeviklik və yaxşı istilik performansını əhatə edir. Əlavə yardım üçün Allegro Microsystems ilə əlaqə saxlayın, sampvə ya xüsusi tətbiq tələblərinizi müzakirə etmək üçün.
Tez-tez verilən suallar
İkili körpünün dizaynında yerdəyişmə xətalarını necə aradan qaldıra bilərəm?
Məlum cərəyan tətbiq etməklə və sensor çıxışını tənzimləməklə xəttin sonu kalibrlənməsi vasitəsilə yerdəyişmə xətalarını effektiv şəkildə aradan qaldıra bilərsiniz.
Sənədlər / Resurslar
 |
ALLEGRO ACS37610S nüvəsiz cərəyan sensoru [pdf] Təlimatlar ACS37610S, ACS37610S nüvəsiz cərəyan sensoru, ACS37610S, nüvəsiz cərəyan sensoru, cərəyan sensoru, sensor |