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小型高密度ホール効果低電圧電流変換器(LVCT)ソリューション

I. 技術的課題と目標
従来の電流変換器(CT)は、サイズが大きく、ACのみの測定制限があり、磁気飽和のリスクがあります。現代のコンパクトな電子システム(例:バッテリ管理、サーボドライブ、コンパクトなインバータ)におけるスペース節約、軽量化設計、DC検出、高周波応答のニーズに対応するため、このソリューションは小型化された高密度のAC/DC両対応ホール効果電流センシングアプローチを提供します。

II. 核心技術:クローズドループフロックスバランスホールセンサー + ASIC統合

  1. 小型磁気回路とセンシングコア
    • クローズドループフロックスバランスアーキテクチャ: 特別に設計された環状の磁束集中コア(高透磁率材料)内に組み込まれたマイクロシリコンベースのホールチップ。
    • 磁場キャンセレーション原理:
      • 一次電流によって生成された磁場をホールチップで検出。
      • 高ゲインフィードバック回路により二次コイルを駆動し、反対方向の磁場を生成し、リアルタイムの「ゼロフラックス」状態を達成。
      • フィードバック電流は一次電流を正確に反映し、オープンループ設計に固有の非線形性と温度ドリフトを排除。
  2. 高度に統合された信号処理
    • 専用ASIC統合:
      • ホール信号の低ノイズ増幅
      • ダイナミックオフセットキャンセル回路
      • 高精度温度補償アルゴリズム(シリコンの熱ドリフトを軽減)
      • 調整可能なローパスフィルタリング(通常:100〜250 kHz)
      • 統合電圧基準および出力ドライバー
  3. 超小型構造設計
    • 小型化されたコア: Ø5mm(標準通孔)または長方形表面実装開口部まで小さなアペチュアを持つ最適化された磁気回路。
    • SMD/通孔パッケージ:
      • 直接PCB組み立て可能な表面実装パッケージ(例:SMD-8)、高さ≤ 10mm。
      • 無リード構造の通孔設計により、コアアペチュアを通じて直接導体を配線でき、ガルバニック絶縁設置が可能。

III. 主要な利点とバリュープロポジション

​寸法

​利点

​バリュー提案

物理的

- >70%のサイズ削減

高密度PCBとの互換性

 

- 超軽量 (<5g)

ドローン/ハンドヘルドデバイスに最適

 

- SMD/通孔構造

簡単な設置

電気的

- AC/DC電流測定 (DC〜100kHz)

EVパワートレイン監視

 

- ガルバニック絶縁 (>2.5kV)

太陽光インバータのOCP/PVリーク検出

 

- ほぼ飽和に影響を受けない

高精度バッテリSOC推定

 

- 低温度ドリフト (<0.05%/°C)

 

システムコスト

- マイクロアンペアレベルの待機電流

携帯デバイスのバッテリ寿命延長

 

- 外部補償部品不要

BOMおよび校正コスト削減

 

- 完全SMT自動化対応

百万単位の生産スケーラビリティ

IV. 対象アプリケーション

  1. バッテリ管理(BMS): EV/ESS充放電サイクルの高精度DC電流検出 (±1%)。
  2. コンパクトなインバータ: IGBTモジュールのフェーズ電流制御(100A範囲のSMDソリューション)。
  3. サーボドライブ: 多軸モータ電流サンプリング(並列SMD CTアレイ)。
  4. スマートメーター: DC成分計測(不正防止)。
  5. データセンターPSU: ラックレベルの電流監視(高密度通孔統合)。

V. スケーラビリティと将来のロードマップ

  • 多範囲対応: 単一パッケージで20A〜500A範囲をサポート(コア/コイル比の最適化による)。
  • デジタルインターフェース: オプションのI²C/SPI出力バリエーション(ADC統合ASIC)。
  • 高精度クラス: クローズドループにより0.5%の直線性(25℃)を達成し、クラス1計測基準を満たす。
07/21/2025
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