關(guān)鍵要點

?電流傳感器是測量電路中電流的傳感器。

?根據(jù)電流檢測方法的不同，大致可分為電阻檢測型和磁場檢測型兩大類。

?電阻檢測型是將分流電阻器產(chǎn)生的電壓降轉(zhuǎn)換為電流的方法。結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉但缺點是存在功率損耗和發(fā)熱問題。

?磁場檢測型有使用磁芯和不使用磁芯兩種方法。

?有磁芯的磁場檢測型是非接觸式的且功率損耗小，但缺點是安裝面積比較大。

?無磁芯磁場檢測型的傳統(tǒng)霍爾傳感器由于集成在IC中而體積小，但需要在IC內(nèi)部引入電流，因此會產(chǎn)生功率損耗。

?新一代無磁芯磁場檢測型MI傳感器的特點是不需要將電流引入封裝內(nèi)部，無需接觸即可檢測磁場，因此基本上不會產(chǎn)生功率損耗，同時具有更高的靈敏度。

電流檢測被廣泛應(yīng)用于測量、控制和安全保障等多種用途。檢測電流的傳感器根據(jù)其檢測方式可分為多種類型。

1什么是電流傳感器

電流傳感器是測量電路中電流的傳感器。根據(jù)電流檢測方法的不同，大致可分為電阻檢測型和磁場檢測型兩大類。

●電阻檢測型

利用歐姆定律，將分流電阻器產(chǎn)生的電壓降轉(zhuǎn)換為電流的方法。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且易于操作，但缺點是需要利用電阻產(chǎn)生的電壓降，存在功率損耗和發(fā)熱問題。

●磁場檢測型

磁場檢測型是通過測量電流產(chǎn)生的磁場來實現(xiàn)電流測量，有使用磁芯和不使用磁芯兩種方法。

<有磁芯>

通過測量電流流經(jīng)電流導(dǎo)線時磁芯中產(chǎn)生的磁場強弱實現(xiàn)電流測量。該方法的優(yōu)點是非接觸式且功率損耗小，但缺點是磁芯的尺寸會導(dǎo)致安裝面積比其他方法大。

<無磁芯：霍爾傳感器>

利用霍爾元件，通過霍爾效應(yīng)將電流周圍產(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)換為電壓(霍爾電壓)，并根據(jù)該電壓獲取電流值。由于霍爾元件產(chǎn)生的電壓很小，因此需要放大電路(運算放大器)。近年來，由霍爾元件和放大電路組成的IC(稱為“霍爾IC”等)被廣泛使用。該方法需要在IC內(nèi)部引入電流，因此會產(chǎn)生功率損耗。

<無磁芯：MI傳感器>

使用了MI(Magneto Impedance)器件的非接觸式電流傳感器。其主要特點是無需將電流引入封裝內(nèi)部，無需接觸即可檢測磁場，因此幾乎沒有功率損耗。另一個特點是其靈敏度比霍爾傳感器更高。

2MI電流傳感器的應(yīng)用實例

MI電流傳感器可以解決“非接觸式，損耗小，但安裝面積大（有磁芯）”以及“需將電流引入IC，因此功率損耗大（無磁芯：霍爾傳感器）”等磁場檢測型電流傳感器所存在的問題。以實際的MI傳感器ICBM14270AMUV-LB為例進行說明。

BM14270AMUV-LB是一種采用特殊非晶絲材料并利用其磁阻抗效應(yīng)的新一代傳感器。該傳感器擁有超高的磁檢測靈敏度，可以高精度地測量磁場的微小變化。

因此，無需將電流引入封裝內(nèi)部，即可實現(xiàn)非接觸式且高精度的電流檢測（磁檢測）。與霍爾傳感器的磁場檢測對比圖如下所示。

如上所述，MI電流傳感器是非接觸式的，也無需將電流引入IC，因此即使測量大電流時也基本上不會產(chǎn)生損耗或發(fā)熱，從而具有更高的可靠性并且可以進一步減少安裝面積。另外，IC的體積也非常小。

BM14270AMUV-LB的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖和基本應(yīng)用電路如下所示。

MI傳感器器件的模擬輸出信號經(jīng)放大器接收后，通過AD轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字化處理，再經(jīng)由信號調(diào)理電路，最終通過I^2^C接口與外部主機(微控制器等)進行通信。輸出分辨率高達14位。工作時的消耗電流僅為70μA(Typ)，與其他電流傳感器相比非常小。其主要的電氣和封裝規(guī)格如下：

工作電源電壓范圍： 2.7 V～5.5 V

工作時的消耗電流(20 SPS)： 70 μA(Typ)

可測量的輸入磁場范圍： ±280 μT(Typ)

磁靈敏度： 0.045 μT/LSB(Typ)

工作溫度范圍： -40℃～+125℃

封裝：VQFN20QV3535

VQFN20QV35353.50×3.50×1.00(mm)

為了測量電流，需要根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)進行如下電路板布局和安裝。詳情請參閱產(chǎn)品規(guī)格書。

BM14270AMUV-LB配備了兩個具有不同磁場檢測方向的傳感器，采用將兩個傳感器檢測到的磁場差值進行輸出的結(jié)構(gòu)，因此輸出等于傳感器A減傳感器B的值。

以下為電路板的走線布局示例。通過這種布局設(shè)計，可在兩個傳感器上施加不同方向的磁場，從而檢測出與電流量相對應(yīng)的磁場。此外，由于外部干擾磁場對兩個傳感器施加的方向相同，因此可以消除工作范圍內(nèi)的干擾磁場影響。

產(chǎn)品規(guī)格書中還詳細介紹了通過I2C通信的格式。關(guān)于已獲取數(shù)據(jù)的讀取等操作方法，請參閱產(chǎn)品規(guī)格書。