車規(guī)級霍爾電流傳感器CH704是為50A以上大電流檢測應(yīng)用開發(fā)的隔離集成式電流傳感芯片，具有高精度、增強(qiáng)絕緣耐壓、高可靠性、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。

芯片內(nèi)部集成一個精密的可編程線性霍爾芯片、一個小型聚磁環(huán)以及一個導(dǎo)通電阻為0.1m?的銅排，可實(shí)現(xiàn)+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A的電流檢測，并且通過工廠預(yù)編程可測量最大400A的浪涌電流。

其主要應(yīng)用包括：

? 汽車電子：汽車OBC，DC-DC，EPS電機(jī)等

? 工業(yè)控制：不間斷電源（UPS）、焊機(jī)/移動通信設(shè)備等電源供電等

? 大功率電機(jī)：平衡車/獨(dú)輪車控制器、熱泵/制冰機(jī)等

? 能源：過程控制、蓄電池檢測、能量測量等

我們以CH704為例，講一下霍爾電流傳感器應(yīng)用及注意事項(xiàng)：

外部電路

VCC-GND 旁路電容

建議在VCC 引腳和GND 引腳之間使用0.1 μF （PFC應(yīng)用額外增加一個1uF）旁路電容器。此電容器應(yīng)盡可能接近實(shí)際CH704 封裝體VCC 管腳的位置。

OUT-GND 解耦電容

建議在OUT 引腳和GND 引腳之間使用1 nF 解耦電容器。此電容器應(yīng)盡可能接近實(shí)際OUT 管腳的位置。

OUT輸出端

對于PFC 可能存在大量干擾諧波，可以在前端增加有源濾波器/RC低通濾波電路。

OUT端信號需要長距離傳輸時：

需要增加運(yùn)放實(shí)現(xiàn)信號跟隨器，增強(qiáng)信號驅(qū)動能力，和抗干擾能力。

VCC端：

對于開關(guān)電源系統(tǒng)，上電的第一個脈沖問題，客戶可以根基實(shí)際情況增加6.0V穩(wěn)壓二極管.

上電時間與OC

電流信號幅度90%-Vout幅度90% 時間差

Power on time : 30us (typ)

1）芯片VCC端上電以后等待3-5倍Power on time后，進(jìn)行電流信號測量。

2）在考慮OC功能時，OUT端濾波電容不大于4.7nF（6uS），整個環(huán)路時間不超過IPM/IGBT的最大過流承受時間。

3）OUT端解耦電容對響應(yīng)時間的影響不可忽略，1nF對應(yīng)的響應(yīng)時間預(yù)計在2uS, 如右圖所示。電容越大，響應(yīng)時間就越長，PID環(huán)路時間，OC環(huán)路時間會增加。

Layout注意事項(xiàng)

大功率4層沉金板

高功率密度覆銅厚度：2-4盎司

載流：<2A/mm

走線應(yīng)考慮直線控制電感量

適當(dāng)遠(yuǎn)離電容電感---高溫會降低容值和感量。

降低電感典型值提升測試信號頻率

印刷電路板封裝

原邊覆銅厚度：2盎司

過孔提供更好的導(dǎo)熱，便于波峰焊

需要進(jìn)一步加強(qiáng)絕緣時，可以考慮原副邊挖孔。

Note: 不建議客戶端將引腳、銅牌彎折。

銅排熱量分布

1）BUS bar 側(cè)焊盤應(yīng)考慮電流密度和散熱。

2）應(yīng)注意盡可能減小所測電流路徑的電感系數(shù)。此外，應(yīng)注意盡可能減小一次通路中任何連接處的瞬變/ 連接電阻

信號頻率

1）CH704最大帶寬：120Khz

2）對于客戶端可能存在信號頻率大于120 kHz的信號需要測量，此時傳感器信號處理環(huán)路會產(chǎn)生相位滯后和交流電流輸出幅度衰減，此種情況在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡可能避免。

3）對于瞬變電流信號，CH704響應(yīng)時間約為2 μs（OUT-GND電容1nF）。對于更高響應(yīng)要求的應(yīng)用需要注意。

4）對于OUT信號上存在高于改頻率的瞬時脈沖波或來自VCC端串入。

5）鑒于CH704的特殊框架設(shè)計，對外部磁場不敏感，同時最大程度的提升了交流信號的頻率響應(yīng)，同時也降低了渦流損耗。

CH704量程與發(fā)熱

? 1) CH704 規(guī)格量程：±50A, ±100A, ±150A, ±200A

? 2) 對于高于上述量程的要求：比如±300A量程需要特性申請。

? 3）100A及以上量程的產(chǎn)品，環(huán)境溫度25℃，原邊最大持續(xù)電流建議控制在100A 以內(nèi)，最大電流峰值控制在對應(yīng)的量程內(nèi)即可，50A量程的產(chǎn)品原邊電流超過50A以后會進(jìn)入飽和區(qū)。

? 4）需要更大持續(xù)電流>100A需要額外散熱裝置輔助：風(fēng)冷、鋁基板、水冷，或者多種措施聯(lián)合使用。

? 5）評估電流發(fā)熱

一次電流通路終端溫度可用來預(yù)測封裝內(nèi)的晶片溫度。如圖所示，接近封裝外殼的一次電流通路終端兩側(cè)的溫度幾乎與封裝內(nèi)及電流通路橋接器處的溫度相同。封裝內(nèi)晶片溫度將比此溫度低將近1°C。為測量封裝內(nèi)的溫度，在右下圖的每個位置焊接一個熱電偶。那么，減去1°C就是晶片溫度的一個很好的預(yù)估值。