本文介紹了使用霍爾效應電流傳感器集成電路的一些進展。本文檔包括用于將初級電流路徑集成到系統(tǒng)中的各種封裝概念，IC參數(shù)的重大改進以及UPS，逆變器和電池監(jiān)控的典型應用電路的一些示例。

介紹

在過去的十年中，在工業(yè)，汽車，商業(yè)和通信系統(tǒng)中，對低成本，準確，小型電流傳感器解決方案的需求迅速增長。可以使用各種技術(shù)將電流轉(zhuǎn)換為成比例的電壓。霍爾效應磁檢測器的優(yōu)點是與電流路徑的固有電壓隔離以及在單個硅芯片上集成霍爾元件和接口電子器件。[1]新的設計理念和先進的BiCMOS技術(shù)的系統(tǒng)使用使IC性能得以進一步提高。通過在同一電流傳感器IC中支持集成其他功能（例如電源保護），這些也為新產(chǎn)品方法打開了大門。

包裝概念

Allegro電流傳感器IC器件的特點是將單片線性霍爾IC和低電阻初級電流傳導路徑集成到單次過模壓封裝中。通過霍爾傳感器相對于銅導體的緊密接近和精確定位，可以優(yōu)化設備精度。低功耗和高電壓隔離是封裝概念的本質(zhì)。封裝電流測量系統(tǒng)的最終尺寸，形狀和其他組件取決于要測量的一次電流的幅度。本節(jié)詳細介紹了針對不同電流測量范圍的創(chuàng)新包裝技術(shù)。

電流高達20 A

對于標稱電流高達±20 A的小電流，霍爾芯片和主電流路徑采用標準尺寸的SOIC8表面貼裝封裝進行封裝，如圖1和圖3所示。這提供了一種兼容的緊湊型小尺寸解決方案大量自動化電路板組裝技術(shù)。倒裝芯片技術(shù)的使用可以使霍爾元件的有效面與感測到的電流產(chǎn)生的磁場之間實現(xiàn)優(yōu)化的磁耦合。因此不需要通量集中器。用于電流檢測的銅路徑的內(nèi)部電阻通常為1.5mΩ，以實現(xiàn)低功耗。電源端子也與低壓信號I / O引腳電氣隔離。精心的IC和封裝設計可進一步改善設備的電壓隔離，

圖1 ACS封裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，顯示了U形初級銅導體和單個倒裝芯片安裝的霍爾IC。

圖2 CB封裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，顯示了主要導體（銅，左），通量集中器（紅色）和線性Sip Hall ic（黑）和信號引腳（銅，右）。

圖3±20 A（LC封裝）和±200 A（CB封裝）電流傳感器IC的照片，并附帶硬幣以進行比較。

電流高達200 A

對于更高的電流，必須增加銅導體的橫截面以適應CB封裝中提供的材料內(nèi)的電流密度。由于這種較粗的導體與線性霍爾元件之間存在磁耦合，因此必須使用磁通集中器。銅線，線性SIP霍爾器件和集中器在包覆成型之前經(jīng)過精確組裝。通過精心設計的系統(tǒng)，初級導體電阻通常低至100 μΩ，并且在初級路徑和信號側(cè)之間實現(xiàn)了3 kV的最小rms隔離電壓（在60 Hz下持續(xù)1分鐘）。圖2顯示了這種±200 A電流傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，圖3顯示了這種類型和±20 A封裝類型的照片。

編輯：hfy