本技術文檔是有關混合電動汽車（HEV）動力系統(tǒng)如何工作的應用說明，包括這些系統(tǒng)的概述，原理和操作。該文檔還介紹了HEV應用中使用的霍爾效應電流傳感器，并解釋了霍爾效應電流傳感技術如何提高HEV電力系統(tǒng)的性能和成本效益。

介紹

由于化石燃料價格上漲以及對環(huán)境健康的日益關注，消費者正在使用環(huán)保的“綠色汽車”。銷售預測預測，到2015年，綠色汽車的銷量將占所有汽車銷量的20％至25％。[1]混合動力電動汽車（HEV）迅速成為最受歡迎的綠色汽車，到2015年，預計將占全球汽車銷量的大約12％。[1]混合動力電動車輛采用復雜的功率電子電路來控制通過車輛的電能流。在單個電動機HEV（參見圖1）中，電動機充當與內(nèi)燃機并聯(lián)的驅(qū)動電動機，或充當發(fā)電機在再生制動期間為電池充電。

圖1典型的HEV系統(tǒng)框圖

典型的混合動力汽車包含各種系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要電流傳感器以實現(xiàn)最大效率的運行。包括AC電動機和DC-DC轉(zhuǎn)換器應用。本文重點介紹霍爾效應電流傳感器技術的最新進展以及在HEV應用中獨特，高帶寬，高分辨率的電流傳感器的使用。

混合動力汽車動力循環(huán)

如圖1所示，在HEV動力循環(huán)中，主電池電壓被反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的交流電壓被施加到電動機上，電動機繼而驅(qū)動車輪。在再生制動期間，交流電動機也用作發(fā)電機。當再生系統(tǒng)啟動時，電動發(fā)電機的輸出將被整流并轉(zhuǎn)換為對HEV電池充電所需的DC電壓，從而完成電源循環(huán)。如果混合動力汽車是插電式汽車，那么線路電壓也可以被整流并用于給電池充電。

再生制動過程是提高混合動力汽車燃油效率的主要推動力，因為通常會以熱能形式浪費的制動能量被部分回收并用于給主電池充電。為了給汽車中的低壓信息娛樂和車身控制子系統(tǒng)供電，通常使用DC-DC轉(zhuǎn)換器將混合電池電壓（通常從300 V降低到500 V）降低到較低的DC電壓。

霍爾效應電流感測的革命

當在電流感測應用中使用時，常規(guī)霍爾效應傳感器的一個缺點是精度和輸出信號帶寬方面的一般限制。但是，Allegro已經(jīng)開發(fā)了廣泛的霍爾效應電流傳感器集成電路（IC）系列，非常適合HEV應用。這些行業(yè)領先的Allegro電流傳感器IC的功能和優(yōu)勢包括：

• 信號處理和封裝設計創(chuàng)新可實現(xiàn)> 120 kHz的輸出帶寬
• 市場上最高的電流分辨率，最低的噪聲頻譜密度霍爾傳感器IC
• 專有的小尺寸傳感器IC封裝，帶電隔離
• 降低功耗：通孔兼容和低電阻集成導體封裝
• 傳感器IC增益和失調(diào)的精確工廠編程

圖2描繪了Allegro電流傳感器IC系列中廣泛的專有封裝配置，并顯示了可以使用每種封裝類型感測到的電流大小。

圖2 Allegro電流傳感器封裝

逆變器應用中的電流感應

典型逆變器中的三相全橋驅(qū)動器將直流電池電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)電機有效運行所需的三相交流電壓。測量逆變器相電流，所得信息通常用于控制脈寬調(diào)制（PWM）逆變器開關（通常為IGBT）。逆變器控制回路需要高帶寬電流傳感器以提高精度，并最大程度地提高電動機轉(zhuǎn)矩和電動機整體效率。具有快速響應時間的高端電流傳感器還可以在從電動機相到系統(tǒng)接地節(jié)點的短路情況下提供過流保護。Allegro A1360霍爾線性器件是為滿足HEV逆變器應用的電壓隔離，大于200安培（A）的負載電流以及高帶寬要求而量身定制的。

編輯：hfy