探索TLE4973評估板：汽車電流傳感的利器

在電子工程領域，電流傳感是很多應用的關鍵環(huán)節(jié)，特別是在汽車電子領域。英飛凌的TLE4973評估板為工程師們提供了一個便捷的工具，用于評估和測試TLE4973磁電流傳感器。下面，我們來深入了解一下這個評估板。

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

一、使用須知

重要提示

評估板和參考板主要用于演示和評估目的，并非商業(yè)化產品，不能用于可靠性測試或生產。英飛凌在設計時雖考慮了環(huán)境條件，但未從安全、全工作溫度范圍或壽命等方面進行全面測試和驗證?？蛻粜璐_保評估板的使用符合所在國家的相關要求和標準，同時要自行評估其對預期應用的適用性。

安全注意事項

在使用評估板時，務必注意安全。比如，在進行接線、維護等操作前，要先斷開電源；不要在逆變器中使用評估板時將編程器連接到筆記本電腦；評估板僅適用于低壓系統(tǒng)（≤50V）；測試時評估板和器件表面可能發(fā)熱，需做好防護；只有熟悉相關設備和技術的人員才能進行操作；評估板包含對靜電敏感的部件，要采取防靜電措施；錯誤的應用或安裝可能導致部件損壞或產品壽命縮短；安裝前要移除所有不必要的包裝材料。

二、評估板概覽

交付內容

交付內容主要是TLE4973評估板。如果使用編程器板，可參考相關文檔。編程器板能為評估板上的傳感器供電并方便與每個傳感器進行接口連接，若不使用，則需用戶外部供電。

功能框圖

評估板包含三個TLE4973無芯磁電流傳感器，適用于三相系統(tǒng)測試。其設計可在低電壓系統(tǒng)（≤50V）中安全運行，建議系統(tǒng)運行時斷開編程器和筆記本電腦的USB連接，防止損壞電腦。

主要特性

• 具備三個TLE4973傳感器，可用于三相系統(tǒng)測試。
• 板載EEPROM，用于存儲板卡設置。
• 與英飛凌電流傳感器編程器兼容。

參數與技術數據

三、系統(tǒng)與功能描述

調試過程

如果評估板與英飛凌編程器板配合使用，只需連接兩塊板并按照圖形用戶界面上的說明操作即可。若獨立使用，用戶需通過引腳17（VS+，LDO輸入）為板卡供電，同時將引腳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。

功能模塊描述

評估板由三個TLE4973電流傳感器、一個EEPROM、一個LDO穩(wěn)壓器和一個連接器組成。電流傳感器可精確感測交流和直流電流，EEPROM用于存儲板卡設置，LDO穩(wěn)壓器用于穩(wěn)定傳感器的電源電壓，連接器用于連接英飛凌編程器板。

傳感結構布局與指南

三個傳感器安裝在PCB上，垂直插入母線槽內。母線寬14mm，厚2mm，槽寬3.2mm。更多關于傳感結構設計的指南可參考相關應用筆記。

四、系統(tǒng)設計

原理圖

為抑制高頻噪聲并滿足EMC和ESD要求，在傳感器的OCD引腳和DCDI引腳分別添加了1nF和100pF的旁路電容。同時，OCD和DCDI引腳連接了1kΩ上拉電阻，還采用了電壓調節(jié)器為傳感器提供穩(wěn)定電壓。

布局

評估板的主PCB由兩層35μm的金屬化層組成，傳感器模塊PCB更薄以適應塑料模塊。為減少輸出信號的共模噪聲，每個傳感器的AOUT和VREF走線在PCB上平行布置，還使用接地平面保護信號走線并減少寄生電感耦合。此外，傳感器位置上不應放置散熱片或其他導體材料，以避免渦流引起的誤差。

物料清單

文檔詳細列出了主PCB和傳感器模塊PCB的物料清單，包括元件的數量、標識、值、注釋和封裝等信息。

連接器細節(jié)

評估板連接器用于連接評估板和編程器板，文檔給出了連接器的引腳定義，包括每個引腳的功能，如模擬輸出電壓、參考電壓、過流檢測、數字控制診斷接口等。

五、系統(tǒng)性能

測試點

通過評估板連接器測量三個傳感器的輸出電壓和OCD信號。

測試結果

測量結果

• 靈敏度和偏移隨溫度的漂移：在標稱位置下，TLE4973評估板在整個溫度范圍內表現出極高的靈敏度穩(wěn)定性和較小的偏移。
• 頻率響應：測量了兩個傳感器的頻率響應（增益和相位），并與有限元方法（FEM）模擬結果進行了比較，增益圖以直流增益為基準進行了歸一化。
• 串擾：串擾是由相鄰導線產生的雜散磁場引起的靈敏度誤差，可通過微控制器軟件中的“矩陣補償方法”進行補償，也可通過調整傳感器方向來降低。文檔給出了補償前串擾引起的靈敏度誤差表格。
• 熱性能：測試表明，當評估板中有電流通過時，板卡和器件會發(fā)熱，若施加高電流，需要對板卡進行冷卻。

模擬結果

• 導體和插入電阻：模擬了導體在有和無槽時的電阻，并計算了插入電阻。結果顯示，有槽時導體電阻略有增加。
• 傳感器位移引起的傳輸系數誤差：模擬了傳感器在x、y和z軸方向位移時傳輸系數的變化。

六、總結

TLE4973評估板為電子工程師提供了一個全面的平臺，用于評估TLE4973電流傳感器在三相系統(tǒng)中的性能。通過對評估板的深入了解，工程師們可以更好地將TLE4973應用到實際的汽車電流傳感設計中。不過，在使用過程中一定要嚴格遵循使用須知和安全注意事項，確保測試和設計工作的順利進行。大家在實際使用評估板時，是否也遇到過類似的挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。