電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）隨著自動化和智能化趨勢的蔓延，電動車、工業(yè)自動化、光伏儲能等領(lǐng)域的快速發(fā)展推動了市場對高壓功率系統(tǒng)的需求，這些功率系統(tǒng)的效率和性能的要求也是越來越嚴(yán)苛。如何高效、精確地控制、監(jiān)測和保護(hù)這些需要長時間運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)并不容易，電流檢測又是其中最重要的一環(huán)。

新能源汽車OBC/DCDC電流檢測

電流傳感器在新能源汽車上的應(yīng)用大致可以分為五類，交流充電樁的漏電流檢測、BMS電流檢測、PDU電流檢測、OBC/DCDC電流檢測以及電機(jī)控制器的電流檢測。其中車載充電器OBC、車載DC-DC轉(zhuǎn)換器、空調(diào)PTC加熱器和充電樁這些應(yīng)用里，都需要用到一種檢測電流的傳感器——霍爾電流傳感器。

霍爾電流傳感，可以說是最經(jīng)典的一類電流傳感器。利用霍爾磁平衡原理，在霍爾元件的控制電流端輸入被測電流，同時在霍爾元件平面的法線方向施加磁場，可以精確地反映出被測電流的變化情況，霍爾電流傳感將大電流轉(zhuǎn)換成同頻同相的小電流方便測量或者隔離。

OBC/DCDC電流檢測里使用芯片級的電流傳感可以非常靈活地實(shí)現(xiàn)高精度檢測，不局限于直流或者交流，體積小功率損耗小。相比之下，使用分流電阻的檢測方案在大電流下會損失更多功率，而且需要對溫度進(jìn)行補(bǔ)償；使用電流互感器的檢測方案則無法測量直流分量，鐵芯也容易飽和；即便是電流傳感模塊，雖然檢測結(jié)果很精確但體積大成本高。

芯片級的霍爾電流傳感就比較看重共模磁場抑制比CMFR，因?yàn)樗旧硎峭ㄟ^霍爾原理來檢測，所以它對外部磁場的干擾非常敏感。應(yīng)用在新能源汽車OBC/DCDC電流檢測里的霍爾傳感一般都需要有大于40dB的CMFR，才能將干擾度降到1%以下。

電流檢測除了做過流保護(hù)以外，也需要采集電流的大小方便對其進(jìn)行控制。那正常工作狀態(tài)下電流相對保護(hù)點(diǎn)電流值要小很多，那么傳感器在小電流輸入的時候，它的精度就非常重要，而且小電流輸入條件下的信噪比也相對會差一些，所以對傳感器精度要求也是盡可能的?。ú怀^2%）。

因?yàn)镺BC/DCDC這種系統(tǒng)對成本和體積要求都很高，所以對傳感的尺寸和性能要求也比較高，芯片級的霍爾電流傳感器非常適合于這個應(yīng)用領(lǐng)域。

光伏系統(tǒng)電流檢測需求

先看光伏逆變器中的電流檢測，逆變器種類很多，集中式、集散式、組串式以及微型，微型逆變器電壓等級是最低的，接近一百伏，其他逆變器都是上千的電壓等級。因此電流檢測必須是在高電壓隔離下進(jìn)行的檢測，而且傳感器需要提供足夠快速的保護(hù)。

不管是哪一種逆變器，在匯流箱或者PV串部分，對傳感器的要求都是需要有高隔離電壓等級，能實(shí)現(xiàn)高邊電流采樣并快速關(guān)斷，對精度的要求為不超過2%。MPPT控制部分對電流檢測的需求主要在于帶寬和響應(yīng)時間，精度不超過2%即可。所有逆變器的DCAC控制部分對電流精度的要求很高，最好不超過1%，直流偏置最好不超過0.5%，而且需要提供多種保護(hù)功能。

傳統(tǒng)的隔離電流檢測要么不加分立元件，成本有優(yōu)勢但不一定測得準(zhǔn)，要么加分立元件測得準(zhǔn)但是成本上升。集成電氣屏蔽的電流傳感芯片通過提升隔離等級可以提供出色的共模抑制和瞬態(tài)抗擾度保護(hù)，解決了傳統(tǒng)的隔離電流檢測的痛點(diǎn)，性價比很高。

小結(jié)

使用帶隔離的霍爾電流傳感芯片，能以很緊湊的方案，替代原本在新能源汽車OBC、光伏逆變器領(lǐng)域用于電流傳感的分流電阻、電流互感以及隔離等器件，在尺寸和成本上都有著更大的優(yōu)勢。