Миниатюрно решение с висока плътност за трансформатор на ниско напрежение с хол-ефект (LVCT)
I. Технически предизвикателства и цели
Традиционните трансформатори за ток (CTs) страдат от големи размери, ограниченията на измерване само на алтернативен ток и рискове от магнитно насищане. Отговаряйки на нуждите на съвременните компактни електронни системи (например, управление на батерии, серво управляващи устройства, компактни инвертори) за спестяване на пространство, лек дизайн, детекция на постоянен ток и високочестотен отговор, това решение предлага миниатюрна, с висока плътност, подходяща за AC/DC, методика за измерване на тока чрез хал-эффект.
II. Основна технология: Затворена петлова флукс-балансна хал датчик + интеграция на ASIC
- Миниатюрна магнитна система и ядро за детектиране
- Архитектура на затворена петлова флукс-балансна: Микро силиконов чип Хал, вграден в специално проектирано пръстено ядро за концентриране на флукс (материали с висока проницаемост).
- Принцип на компенсиране на магнитното поле:
- Магнитното поле, генерирано от основния ток, се детектира от чипа Хал.
- Високогейнъв обратен връзка кръг задвижва вторична катушка, за да генерира противодействащо поле, постигайки реално време "нулево флукс" състояние.
- Обратният връзка ток точно отразява основния ток, елиминирайки нелинейността и температурната дрейф, присъща на отворени петли.
- Високо интегрирана обработка на сигнали
- Интеграция на специализиран ASIC:
- Нискошумово усиление на сигнали Хал
- Динамичен кръг за компенсиране на офсет
- Високопрецизен алгоритъм за температурна компенсация (ослабяващ термалната дрейф на силикон)
- Регулируема нискочестотна филтрация (типично: 100–250 kHz)
- Интегрирана референтна напрежение и изходен драйвер
- Екстремно компактен конструктивен дизайн
- Миниатюрно ядро: Оптимизирана магнитна система с отвори до Ø5mm (стандартен скобен) или правоъгълни повърхностни монтажни отвори.
- SMD/скобен монтаж:
- Повърхностни монтажни опаковки (например SMD-8) за директен монтаж на печатна плата, височина ≤ 10mm.
- Скобен дизайн (без контактна структура) позволява пряко маршрутиране на проводника през отвора на ядрото, осигурявайки галванично изолирана инсталация.
III. Ключови предимства и предложение за стойност
|
Размер |
Предимство |
Предложение за стойност |
|
Физически |
- >70% намаление на размера |
Съвместимост с високоплотностна печатна плата |
|
- Ултра-леко тегло (<5g) |
Идеално за дронове/ручни устройства |
|
|
- SMD/скобен конструкции |
Улеснена инсталация |
|
|
Електрически |
- Измерване на AC/DC ток (DC–100kHz) |
Мониторинг на електродвигателен агрегат |
|
- Галванична изолация (>2.5kV) |
Детекция на OCP/PV утечка в соларен инвертор |
|
|
- Почти невосприимчив към насищане |
Високопрецизно оценяване на SOC на батерията |
|
|
- Ниска температурна дрейф (<0.05%/°C) |
||
|
Системна цена |
- Микроамп-ниveau на постоянното потребление |
Продължаване на живота на батерията в портативни устройства |
|
- Нулеви външни компоненти за компенсация |
Намалени разходи за BOM и калибрация |
|
|
- Пълна автоматизация на SMT |
Масштабируемост за производство на милиони единици |
IV. Целеви приложения
- Управление на батерии (BMS): Високопрецизно детектиране на DC ток (±1%) за цикли зареждане-разряждане на EV/ESS.
- Компактни инвертори: Контрол на фазов ток в IGBT модули (SMD решения в диапазона 100A).
- Серво управляващи устройства: Семплиране на тока на многопосочни мотори (паралелни SMD масиви CT).
- Умни счетачи: Метриране на DC компонент (предотвратяване на манипулации/кражби).
- Источници на напрежение за данни центрове: Мониторинг на тока на ниво стойност (високоплотностна интеграция с скобен монтаж).
V. Масштабируемост и бъдещ план
- Покритие на много диапазони: Един пакет поддържа диапазони 20A–500A (чрез оптимизация на отношението ядро/катушка).
- Цифров интерфейс: Опционални варианти с I²C/SPI изход (ASIC с интегриран ADC).
- Високопрецизен клас: Затворена петля достига 0.5% линеарност (25°C), отговаряща на стандарти за метриране от клас 1.
