Geminimaliseerde High-Density Hall-Effect Laagspanningsstroomtransformatie (LVCT) Oplossing
I. Technische uitdagingen & doelstellingen
Traditionele stroomtransformatoren (CTs) hebben te maken met grote afmetingen, beperkingen tot alleen wisselstroommeting en risico's op magnetische verzadiging. Deze oplossing biedt een gereduceerde, hoge dichtheid, AC/DC-compatibele Hall-effect stroommeetmethode om de behoeften van moderne compacte elektronische systemen (bijv. batterijbeheer, servobesturingen, compacte omvormers) aan ruimtebesparing, lichtgewichtontwerp, DC-detectie en hoogfrequente respons te bevredigen.
II. Kern technologie: Closed-Loop Flux-Balance Hall Sensor + ASIC-integratie
- Miniaturen magnetische schakeling & meetkern
- Closed-Loop Flux-Balance Architectuur: Micro-silicium gebaseerde Hall-chip ingebed in een speciaal ontworpen ringvormige flux-concentratiemagneetkern (materiaal met hoge doorlaatbaarheid).
- Magnetisch veld annulering principe:
- Primair stroomgegenereerd magnetisch veld gedetecteerd door de Hall-chip.
- Hoge-gain feedbackschakeling drijft secundaire spoel om tegenwerkend veld te genereren, waarmee een real-time "zero-flux" staat wordt bereikt.
- Feedbackstroom weerspiegelt nauwkeurig de primaire stroom, waardoor de niet-lineariteit en temperatuurafwijking inherent aan open-loop ontwerpen worden geëlimineerd.
- Zeer geïntegreerde signaalverwerking
- Toegewijd ASIC-integratie:
- Lage-ruis versterking van Hall-signalen
- Dynamische offsetannuleringschakeling
- Hoge-precisie temperatuurcompensatie algoritme (vermindering van silicium thermische drijving)
- Aanpasbare laagdoorlaatfiltering (typisch: 100–250 kHz)
- Geïntegreerde spanningreferentie en uitvoerdriver
- Ultra-compact structuurontwerp
- Miniaturiseerde kern: Geoptimaliseerde magnetische schakeling met openingen zo klein als Ø5mm (standaard doorsteek) of rechthoekige oppervlakte-monteringsopeningen.
- SMD/doorsteek verpakking:
- Oppervlakte-monteringspakketten (bijv., SMD-8) voor directe PCB-assemblage, hoogte ≤ 10mm.
- Doorsteekontwerp (loze structuur) stelt rechtstreekse geleiderouting door de kernopening toe, wat galvanisch geïsoleerde installatie mogelijk maakt.
III. Sleutelvoordelen & waardepropositie
|
Afmeting |
Voordelen |
Waardepropositie |
|
Fysiek |
- >70% grootteverkleining |
Hoge dichtheid PCB compatibiliteit |
|
- Ultralicht gewicht (<5g) |
Ideaal voor drones/handapparaten |
|
|
- SMD/doorsteek structuren |
Vereenvoudigde installatie |
|
|
Elektrisch |
- AC/DC stroommeting (DC–100kHz) |
EV aandrijflijn monitoring |
|
- Galvanische isolatie (>2.5kV) |
Zonnepanelen omvormer OCP/PV lekkagedetectie |
|
|
- Bijna immuun voor verzadiging |
Hoge precisie batterij SOC schatting |
|
|
- Lage thermische drijving (<0.05%/°C) |
||
|
Systeemkosten |
- Microampère niveau stand-by stroom |
Verlengde batterijduur in draagbare apparaten |
|
- Nul externe compensatiecomponenten |
Gereduceerde BOM & kalibratiekosten |
|
|
- Volledige SMT automatisering compatibiliteit |
Schaalbaar voor miljoenen productie |
IV. Doeltoepassingen
- Batterijbeheer (BMS): Hoge-precisie DC-stroomdetectie (±1%) voor EV/ESS oplaad-ontlaad cycli.
- Compacte omvormers: Fase stroomcontrole in IGBT-modules (100A-bereik SMD-oplossingen).
- Servobesturingen: Multi-as motorstroom sampling (parallelle SMD CT-arrays).
- Smart meters: DC-component metering (fraude/diefstalpreventie).
- Datacenter PSUs: Rack-niveau stroommonitoring (hoge dichtheid doorsteekintegratie).
V. Schaalbaarheid & toekomstige roadmap
- Meerwaardenbereik: Enkel pakket ondersteunt 20A–500A bereiken (via kern/spoil verhouding optimalisatie).
- Digitale interface: Optionele I²C/SPI uitgangvarianten (ADC-geïntegreerde ASIC).
- Hoge-precisie klasse: Closed-loop bereikt 0.5% lineariteit (25°C), voldoet aan Class 1 metering normen.
