本應(yīng)用筆記討論了如何利用高效的電流感應(yīng)霍爾傳感器集成電路（IC）來節(jié)省功率和空間的一些進(jìn)展。該文檔介紹了帶有檢測電阻和放大器的常規(guī)電流檢測，并切換到集成霍爾技術(shù)的使用。本文檔還介紹了各種應(yīng)用，包括智能電池電流檢測和電機(jī)控制電流檢測。

集成霍爾效應(yīng)電流傳感器技術(shù)的最新進(jìn)展提供了一種替代性電流檢測解決方案，該解決方案可降低功耗，實現(xiàn)大多數(shù)成本目標(biāo)并在應(yīng)用印刷電路板上占據(jù)更小的體積。

帶有感應(yīng)電阻和放大器的電流感應(yīng)

常規(guī)的電流感測技術(shù)將感測電阻器與承載被測電流的導(dǎo)體串聯(lián)。還需要一個放大器，以便當(dāng)電流流過電阻時，產(chǎn)生的電壓可用于測量輸入電流。感測電阻器的值（通常在1至100mΩ之間）取決于要感測的最大目標(biāo)電流。施加電流時，較小的感測電阻器值會產(chǎn)生較低的信號電壓。

電阻放大器感測電路在承載施加電流的負(fù)載的低壓側(cè)（接地電位附近）或高壓側(cè)（電源電位附近）上實現(xiàn)為并聯(lián)電路。高端電流感測允許檢測到接地電位的短路情況，并且在很大程度上不受接地電位干擾的影響。當(dāng)多個低端電流檢測電阻并聯(lián)連接（以降低功率損耗）時，接地電勢擾動成為一個更大的問題，因為這會引起寄生接地環(huán)路。高端檢測的缺點(diǎn)在于，取決于高端電壓，放大器電路必須能夠在高共模輸入電壓信號下工作，從而使設(shè)計更加復(fù)雜，解決方案也更加昂貴。

在感測電阻器實現(xiàn)中，測量精度在很大程度上受到感測電阻器的溫度系數(shù)TC和放大器的輸入失調(diào)誤差VOSI的限制。較小值的感測電阻通常會導(dǎo)致精度性能下降，因為放大器的輸入失調(diào)誤差現(xiàn)在占放大器輸入端所施加信號的較大百分比。使用較大值的檢測電阻器雖然有助于提高輸出精度，但會導(dǎo)致更高的功耗。結(jié)果，通常基于感測精度和功耗之間的設(shè)計折衷選擇用于設(shè)計的感測電阻器值。

考慮到低端應(yīng)用的典型電流檢測電阻值約為20mΩ。對于30 A連續(xù)電流檢測應(yīng)用，電阻損耗引起的功耗為：

這種以熱量耗散的功率需要使用通常更大，更昂貴的高功率電阻器，這些電阻器采用了特殊的熱技術(shù)，例如散熱器安裝和用于散熱的裸露金屬焊盤。這種功耗也使解決方案的能源效率低下，這在便攜式電子產(chǎn)品和環(huán)保設(shè)計中越來越重要。

集成霍爾技術(shù)改善了電流感應(yīng)

應(yīng)用PCB體積比較

感測電阻器技術(shù)的另一個缺點(diǎn)是，它們通常會導(dǎo)致應(yīng)用PCB的體積損失，因為當(dāng)將如此多的能量耗散為熱量時，必須考慮熱因素。圖1比較了典型感測電阻器（TO-220）和運(yùn)算放大器（SOT-23）解決方案所占的最小體積和PCB占位面積，以及基于集成霍爾效應(yīng)的電流感測技術(shù)（QFN和SOIC）的PCB消耗。

編輯：hfy