Miniaturiseret højtykt Hall-effekt lavspændingsstrømtransformator (LVCT) løsning
I. Tekniske Udfordringer & Mål
Traditionelle strømtransformatorer (CTs) lider af stor størrelse, begrænsninger ved AC-måling og risiko for magnetisk mætning. For at imødekomme behovet hos moderne kompakte elektroniske systemer (f.eks. batteristyring, servostyring, kompakte invertere) med hensyn til pladsbesparelse, letvægtsdesign, DC-detektion og højfrekvensrespons, tilbyder denne løsning en miniaturiseret, højt tæthedsbeholdende, AC/DC-kompatibel Hall-effekt strømsensor.
II. Kernen i Teknologien: Lukket Circuit Flux-Balance Hall Sensor + ASIC Integration
- Miniaturiseret Magnetisk Kredsløb & Sensorkern
- Lukket Circuit Flux-Balance Arkitektur: Mikrosilicium-baseret Hall-chip indlejret i en specielt designet cirkulær fluxkoncentrerende kern (højkvalitativ materiale).
- Princip for Magnetfelt Nulstilling:
- Hovedstrømmen genererer et magnetfelt, der registreres af Hall-chippen.
- En højeffektiv feedbackkreds driver sekundær spole for at generere et modvirksomt felt, der opnår en realtids "null-flux" tilstand.
- Feedbackstrømmen spejler nøjagtigt hovedstrømmen, hvilket eliminerer ikke-linearitet og temperaturreglage, som er inbygget i åben kredsløbsdesigner.
- Højt Integreret Signalbehandling
- Dedikeret ASIC Integration:
- Lavstøj forstærkning af Hall-signaler
- Dynamisk offset nulstilling kredsløb
- Højpræcis temperaturkompensation algoritme (dempelse af silicium termisk drift)
- Justerbar lavpassfiltrering (typisk: 100–250 kHz)
- Integreret spændingsreference og udgangsdriver
- Ultra-Kompakt Struktur Design
- Miniaturiseret Kern: Optimeret magnetisk kredsløb med huller så små som Ø5mm (standard gennemborende) eller rektangulære overflade monterede hulrum.
- SMD/Gennemborende Pakker:
- Overflade monterede pakker (f.eks. SMD-8) til direkte PCB-montering, højde ≤ 10mm.
- Gennemborende design (uden ledninger) tillader direkte konduktor rute gennem kern-hullet, hvilket gør det muligt for galvanisk isoleret installation.
III. Nøglefordele & Værdiforslag
|
Dimension |
Fordele |
Værdiforslag |
|
Fysisk |
- >70% størrelsesreduktion |
Højt tæthed PCB-kompatibilitet |
|
- Ultralav vægt (<5g) |
Ideel til droner/håndsopererede enheder |
|
|
- SMD/gennemborende strukturer |
Forenklet installation |
|
|
Elektrisk |
- AC/DC strømmåling (DC–100kHz) |
EV drivlinje overvågning |
|
- Galvanisk isolation (>2.5kV) |
Solcelle inverter OCP/PV leckagedetection |
|
|
- Virtuelt immun mod mætning |
Højpræcis batteri SOC estimat |
|
|
- Lav temperaturdrift (<0.05%/°C) |
||
|
Systemomkostninger |
- Mikroamper niveau kviescent strøm |
Udvidet batterilevetid i bærbare enheder |
|
- Ingen eksterne kompensationskomponenter |
Nedsatte BOM & kalibreringsomkostninger |
|
|
- Fuldt SMT automatiseringskompatibilitet |
Skalabel for millionenheder produktion |
IV. Målapplikationer
- Batteristyring (BMS): Højpræcis DC-strøm detektion (±1%) for EV/ESS opladnings- og afladningscyklusser.
- Kompakte Invertere: Fasestrøm kontrol i IGBT-moduler (100A-ranges SMD-løsninger).
- Servostyring: Multi-aks motorstrøm sampling (parallelle SMD CT-array'er).
- Smarte Meter: DC-komponent måling (manipulation/svindel forebyggelse).
- Data Center PSU'er: Rack-niveau strøm overvågning (højt tæthed gennemborende integration).
V. Skalabilitet & Fremtidig Roadmap
- Multi-Område Dækning: Enkelt pakke understøtter 20A–500A områder (via kern/spole forholdsoptimering).
- Digital Grænseflade: Valgfri I²C/SPI udgangsvarianter (ADC-integreret ASIC).
- Højpræcis Tier: Lukket circuit opnår 0.5% lineæritet (25°C), der opfylder Class 1 målingsstandarder.
