Pienennetty tiheä Hall-vaikutuspienijännitevirtamuunnin (LVCT) -ratkaisu
I. Tekniset haasteet ja tavoitteet
Perinteisillä virtasensorilla (CT) on ongelmia suuren koon, AC-mittauksen rajoituksien ja magneettisen saturaation riskien vuoksi. Tämä ratkaisu tarjoaa miniaturisoitunut, tiheä, AC/DC-yhteensopiva Hall-vaikutusvirtamittausmenetelmä, joka vastaa modernien kompaktien sähköjärjestelmien (esim. akkujen hallinta, servovaihdot, kompaktit inversorit) tarvetta avaruuden säästöön, kevyteen suunnitteluun, DC-havaitsemaan ja korkeaan taajuustehokkuuteen.
II. Ytimteknologia: Suljettu silmukka flux-tasapaino Hall-sensori + ASIC-integrointi
- Pienikokoiset magneettinen piiri ja havaintoydin
- Suljetun silmukan flux-tasapainoarkkitehtuuri: Pieni silikonipohjainen Hall-piirinpala sisällytetään erityisesti suunnitellun renkaanmuotoiseen flux-konsentraatiodyyniin (korkean läpäisevyyden materiaali).
- Magneettivuon kumoamisperiaate:
- Päävirta aiheuttama magneettivuo havaitaan Hall-piirinpälalla.
- Korkean voiman palautussilmukka ajaa toissijaisen kympin tuottamaan vastaava kenttä, saavuttaen reaaliaikaisen "nollavuon" tilan.
- Palautusvirta peilaa tarkasti päävirtaa, poistaa epälineaarisuuden ja lämpötiladriftin, jotka ovat ominaisia avoimelle silmulle.
- Yhä integroitumpi signaalinkäsittely
- Dedikoitu ASIC-integrointi:
- Hall-signaalien alhaisen kohinan vahvistaminen
- Dynaaminen offset-kanssakäyminen
- Korkeatarkkuinen lämpötilakompensaatioalgoritmi (vähentää silikonin lämpötiladriftiä)
- Säädeltävä alipäästösuodatus (tyypillisesti: 100–250 kHz)
- Integroitu jänniteviite ja ulostuloajuri
- Erittäin kompakti rakennusrakenne
- Pienikokoiset ytimekset: Optimoidtu magneettinen piiri, jonka reikiä on pienimmillään Ø5mm (standardi läpäisyreikä) tai suorakulmainen pintamontaaja.
- SMD/läpäisyreikäpakkaus:
- Pinnamontaajapaketit (esim. SMD-8) suoraan PCB-asennukseen, korkeus ≤ 10mm.
- Läpäisyreikäsuunnitelma (johdottomuus) sallii suoran johtimen suuntaamisen ytimen läpi, mikä mahdollistaa galvanisesti eristetyn asennuksen.
III. Avainsisältö ja arvopropositio
|
Koko |
Etu |
Arvopropositio |
|
Fyysinen |
- >70% koon pienentyminen |
Korkean tiheyden PCB-yhteensopivuus |
|
- Ultrakevyt paino (<5g) |
Ideal dronit/käsikannettaville laitteille |
|
|
- SMD/läpäisyreikästruktuurit |
Yksinkertaistettu asennus |
|
|
Sähköinen |
- AC/DC-virtamittaus (DC–100kHz) |
EV-moottorin valvonta |
|
- Galvaninen eristys (>2.5kV) |
Auringoninvertterin OCP/PV-valvonnan leviännyt havaitseminen |
|
|
- Virtuaalisesti saturointiresistenssi |
Korkean tarkkuuden akun lataustila-arvio |
|
|
- Matala lämpötiladrift (<0.05%/°C) |
||
|
Järjestelmän kustannukset |
- Mikroampere-tason hiljaiseksi virraksi |
Pidennetty akun elinkaari kantavissa laitteissa |
|
- Nolla ulkopuolisia kompensointikomponentteja |
Vähenee BOM:ia ja kalibrointikustannuksia |
|
|
- Täysi SMT-automaattisuuden yhteensopivuus |
Mitattavissa miljoonan yksikön tuotannon kannalta |
IV. Kohde-sovellukset
- Akkujen hallinta (BMS): Korkean tarkkuuden DC-virtahavainto (±1%) EV/ESS-latauspurkuvirtauksessa.
- Kompaktit inversorit: Vaihevirtan hallinta IGBT-moduuleissa (100A-aluetta SMD-ratkaisuja).
- Servovaihdot: Moniaxelinen moottorinvirtahavainto (paralleeli SMD CT-järjestelmät).
- Älymittarit: DC-komponenttien mittaus (petos/varastoinnin estäminen).
- Datakeskus PSU:t: Runkovalvonta (korkean tiheyden läpäisyreikäintegrointi).
V. Mittaavuus ja tulevaisuuden tiekartta
- Monivertailuvalvonta: Yksi paketti kattaa 20A–500A-alueet (ydin/kympin suhdelaskennan optimoinnilla).
- Digitaalinen rajapinta: Valinnaiset I²C/SPI-ulostulovariantit (ADC-integroitu ASIC).
- Korkean tarkkuuden luokka: Suljettu silmukka saavuttaa 0.5% lineaarisuuden (25°C), täyttää Luokka 1 -mittausstandardit.
