TLE4973評估板：汽車電流傳感的實用解決方案

作為電子工程師，我們在汽車應(yīng)用的電流傳感設(shè)計中，常常面臨著精度、穩(wěn)定性和安全性等多方面的挑戰(zhàn)。今天，我將深入介紹英飛凌（Infineon）的TLE4973評估板，它為我們在這一領(lǐng)域的設(shè)計提供了一個實用的解決方案。

文件下載：Infineon Technologies TLE4973 EVAL LAT BAR板.pdf

評估板概述

TLE4973評估板專為汽車應(yīng)用的外部電流軌磁電流傳感器TLE4973設(shè)計，主要用于客戶對該傳感器的評估和測試，并非商業(yè)量產(chǎn)產(chǎn)品，因此僅建議在室溫環(huán)境下操作。

交付內(nèi)容與主要特性

評估板的交付內(nèi)容包含TLE4973評估板本身。其具有以下主要特性：

• 多傳感器配置：配備三個TLE4973傳感器，適用于三相系統(tǒng)測試。
• 數(shù)據(jù)存儲：板載EEPROM可存儲板卡設(shè)置。
• 兼容性：與英飛凌電流傳感器編程器兼容。

技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)功能描述

調(diào)試與供電

如果評估板與英飛凌編程器板配合使用，只需連接兩塊板并遵循GUI上的說明即可。若作為獨立設(shè)備使用，用戶需通過引腳17（VS +，LDO輸入）為板卡供電，并將引腳19（EN）連接到相同的電源電壓以啟用板載LDO，電源電壓范圍為[6, 9]V。

功能模塊

評估板主要由以下功能模塊組成：

• 電流傳感器：三個TLE4973電流傳感器，可精確感應(yīng)交流和直流電流。
• EEPROM：用于存儲板卡設(shè)置。
• LDO穩(wěn)壓器：穩(wěn)定傳感器的電源電壓。
• 連接器：用于連接英飛凌編程器板。

傳感結(jié)構(gòu)布局

三個傳感器安裝在PCB上并與母線平行放置，同時扭轉(zhuǎn)45°，以減少三相之間的串?dāng)_，且不影響傳感器的頻率響應(yīng)和導(dǎo)體的插入電阻。母線寬14 mm、厚2 mm，狹縫寬2 mm。

系統(tǒng)設(shè)計要點

原理圖設(shè)計

為抑制高頻噪聲并滿足EMC和ESD要求，在傳感器的不同引腳添加了旁路電容，同時OCD和DCDI引腳連接了1 kΩ上拉電阻，并采用電壓調(diào)節(jié)器為傳感器提供穩(wěn)定電壓。

布局設(shè)計

評估板采用兩層35μm金屬化層設(shè)計，AOUT和VREF走線平行布置以減少輸出信號的共模噪聲，使用接地平面保護信號走線并減少寄生電感耦合。同時，在TLE4973及其輸入輸出引腳下方切割接地和電源平面，避免渦流引起的誤差。

物料清單

評估板的物料清單涵蓋了各種元件，如LDO、電流傳感器、EEPROM、電阻、電容等，為設(shè)計和生產(chǎn)提供了詳細的元件信息。

連接器細節(jié)

評估板連接器用于連接評估板和編程器板，其引腳定義明確，包括傳感器的模擬輸出電壓、參考電壓、過流檢測信號等。

系統(tǒng)性能評估

測試點與結(jié)果

通過評估板連接器測量三個傳感器的輸出電壓和OCD信號，測試結(jié)果包括以下幾個方面：

• 溫度特性：靈敏度漂移和失調(diào)漂移在整個溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出極高的穩(wěn)定性和較小的偏移。
• 頻率響應(yīng)：測量了兩個傳感器的頻率響應(yīng)（增益和相位），并與有限元方法（FEM）模擬結(jié)果進行了比較。
• 串?dāng)_：串?dāng)_可通過微控制器軟件中的“矩陣補償方法”進行補償，也可通過調(diào)整傳感器方向來降低。
• 熱性能：當(dāng)評估板中有電流流動時，板卡和設(shè)備表面可能會發(fā)熱，需要采取必要的散熱措施。

模擬結(jié)果

通過ANSYS Maxwell 3D模擬，得到了導(dǎo)體和插入電阻以及由于傳感器位移引起的傳輸因子誤差等結(jié)果，為設(shè)計優(yōu)化提供了參考。

注意事項與總結(jié)

重要注意事項

評估板并非商業(yè)量產(chǎn)產(chǎn)品，不滿足工業(yè)規(guī)格要求，使用時需注意其適用范圍和安全事項。用戶應(yīng)確保評估板的使用符合所在國家的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，避免對人員和第三方財產(chǎn)造成損害。

總結(jié)

TLE4973評估板為汽車應(yīng)用的電流傳感設(shè)計提供了一個全面的評估平臺，通過詳細的功能描述、系統(tǒng)設(shè)計和性能評估，我們可以更好地了解TLE4973傳感器的特性和應(yīng)用。在實際設(shè)計中，我們需要根據(jù)具體需求對評估板進行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和調(diào)整，以滿足不同應(yīng)用場景的要求。

你在使用TLE4973評估板的過程中遇到過哪些問題？或者你對汽車電流傳感設(shè)計有什么獨特的見解？歡迎在評論區(qū)分享交流。