電流傳感器TLI4971/TLE4971 120A三相測(cè)量板深度解析

在電子工程師的日常工作中，電流傳感器的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在高壓應(yīng)用場(chǎng)景下，一款性能出色的電流傳感器能為整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。今天我們就來(lái)詳細(xì)探討一下英飛凌的TLI4971/TLE4971 120A三相測(cè)量板。

文件下載：Infineon Technologies TLI4971 EVAL 120A評(píng)估板.pdf

一、引言

1.1 三相評(píng)估板概述

TLI4971 EVAL 120A / TLE4971 EVAL 120A板是為支持設(shè)計(jì)和評(píng)估而開(kāi)發(fā)的三相測(cè)量板。為了將傳感器PCB與英飛凌通用評(píng)估板（CUR SENSOR PROGRAMMER）連接起來(lái)，測(cè)量板上安裝了一個(gè)連接器。關(guān)于通用編程器板和接口GUI的詳細(xì)描述可在“Programmer User Manual”應(yīng)用筆記中找到。

這里有個(gè)問(wèn)題值得思考，為什么要將傳感器PCB與通用評(píng)估板連接起來(lái)呢？其實(shí)，這樣做可以方便工程師對(duì)傳感器進(jìn)行編程和調(diào)試，提高開(kāi)發(fā)效率。

1.2 訂購(gòu)信息

工程師在訂購(gòu)相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，一定要準(zhǔn)確核對(duì)訂購(gòu)編號(hào)，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。

二、板卡描述

2.1 層疊結(jié)構(gòu)

TLI4971 EVAL 120A / TLE4971 EVAL 120A板由四層組成。兩個(gè)外層的金屬化厚度為140μm，內(nèi)層的金屬化厚度為35μm。

這種層疊結(jié)構(gòu)和材料的選擇是如何影響板卡性能的呢？外層較厚的金屬化可以提供更好的電氣性能和散熱性能，而內(nèi)層的厚度則是在保證電氣性能的同時(shí)，控制成本和板卡厚度。

2.2 引腳描述

測(cè)量板的引腳功能十分關(guān)鍵，它決定了板卡與其他設(shè)備的連接和通信方式。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)這些引腳功能來(lái)進(jìn)行電路連接和信號(hào)處理，確保各個(gè)功能的正常實(shí)現(xiàn)。

三、熱性能

3.1 熱評(píng)估

為了評(píng)估熱性能，采用了特定的參考板。該三相板是英飛凌為高電流和高壓應(yīng)用推薦的參考板，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)滿(mǎn)足間隙和爬電距離的要求。

在評(píng)估過(guò)程中，進(jìn)行了多次測(cè)量，包括安裝散熱器和使用風(fēng)扇冷卻的情況。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，還得到了描述傳感器熱行為的等效電路圖。

這里大家可以思考一下，散熱器和風(fēng)扇的使用對(duì)熱性能的提升有多大呢？從實(shí)際測(cè)量結(jié)果來(lái)看，它們能夠有效地降低板卡的溫度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 熱行為比較

將英飛凌的無(wú)引腳傳感器封裝與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的有引腳電流傳感器封裝進(jìn)行了熱行為比較。由于TLI4971的大暴露焊盤(pán)具有高導(dǎo)電性，溫度可以更好地分布到PCB上。而有引腳封裝（如測(cè)試的SOIC - 16競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手封裝）則存在散熱不佳的問(wèn)題。

從紅外圖片可以明顯看出，在50A電流下，TLI4971的封裝溫度為46.7°C，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的有引腳傳感器封裝溫度高達(dá)121°C。這充分體現(xiàn)了英飛凌無(wú)引腳傳感器封裝在散熱方面的優(yōu)勢(shì)。

四、免責(zé)聲明

在使用3 - 相傳感板時(shí)，必須仔細(xì)閱讀并理解以下安全預(yù)防措施：

• 傳感器板上的傳感器設(shè)備僅提供功能隔離，用戶(hù)需要自行確保高壓和低壓域之間的適當(dāng)電壓隔離，以防止受傷或死亡。
• 操作員需要為3 - 相傳感器板添加額外的隔離，以保護(hù)用戶(hù)免受高壓危害。
• 該設(shè)計(jì)使用未受保護(hù)的高壓，因此只有熟悉電力電子高壓應(yīng)用和相關(guān)機(jī)械的人員才能在高壓環(huán)境中進(jìn)行傳感器板的安裝、啟動(dòng)和后續(xù)維護(hù)。
• 3 - 相傳感器板上的傳感器在傳感操作期間可能會(huì)變熱，在沒(méi)有額外冷卻或散熱器的情況下，板卡不能連續(xù)承載高電流（最大20Aoc）。
• 驅(qū)動(dòng)或負(fù)載的錯(cuò)誤應(yīng)用或安裝可能會(huì)導(dǎo)致組件損壞或縮短生產(chǎn)壽命。
• 使用TLI4971的傳感板包含對(duì)靜電放電（ESD）敏感的部件和組件，在安裝、測(cè)試、維修或修理該組件時(shí)需要采取靜電控制預(yù)防措施。

這些安全預(yù)防措施是保障工程師人身安全和設(shè)備正常運(yùn)行的重要保障，大家一定要嚴(yán)格遵守。

總之，TLI4971/TLE4971 120A三相測(cè)量板在設(shè)計(jì)和性能上都有很多值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的地方。在實(shí)際應(yīng)用中，我們要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也要注意安全問(wèn)題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。希望這篇文章能對(duì)大家有所幫助，如果你在使用過(guò)程中有任何問(wèn)題，歡迎隨時(shí)交流。