Миниатюрное высокоплотное решение трансформатора тока с эффектом Холла низкого напряжения (LVCT)
I. Технические вызовы и цели
Традиционные трансформаторы тока (CT) страдают от больших размеров, ограничений по измерению только переменного тока и риска магнитного насыщения. Учитывая потребности современных компактных электронных систем (например, управление батареями, сервоприводы, компактные инверторы) в экономии пространства, легком дизайне, обнаружении постоянного тока и высокой частотной характеристике, это решение предлагает миниатюрный, высокоплотный, совместимый с AC/DC метод измерения тока на основе эффекта Холла.
II. Основная технология: Замкнутый магнитный балансный датчик Холла + интеграция ASIC
- Миниатюрная магнитная цепь и сенсорное ядро
- Архитектура замкнутого магнитного баланса: микросиликоновый чип Холла, встроенный в специально разработанное кольцевое магнитосборочное ядро (материал с высокой проницаемостью).
- Принцип компенсации магнитного поля:
- Магнитное поле, созданное первичным током, обнаруживается чипом Холла.
- Цепь обратной связи с высоким усилением управляет вторичной катушкой для создания противодействующего поля, достигая состояния "нулевого потока" в реальном времени.
- Ток обратной связи точно повторяет первичный ток, устраняя нелинейность и температурный дрейф, присущие открытым цепям.
- Высокоинтегрированная обработка сигналов
- Интеграция специализированного ASIC:
- Усиление сигнала Холла с низким уровнем шума
- Цепь динамической компенсации смещения
- Алгоритм высокоточной температурной компенсации (снижение теплового дрейфа кремния)
- Регулируемая фильтрация нижних частот (типично: 100-250 кГц)
- Интегрированный источник опорного напряжения и выходной драйвер
- Сверхкомпактный конструктивный дизайн
- Миниатюрное ядро: оптимизированная магнитная цепь с апертурами до Ø5 мм (стандартное отверстие) или прямоугольными поверхностными монтажными отверстиями.
- Поверхностный монтаж / монтаж через отверстия:
- Поверхностные монтажные корпуса (например, SMD-8) для прямого монтажа на печатную плату, высота ≤ 10 мм.
- Конструкция через отверстия (без выводов) позволяет прямое прохождение проводника через апертуру ядра, обеспечивая гальванически изолированную установку.
III. Ключевые преимущества и ценность предложения
|
Размер |
Преимущество |
Ценность предложения |
|
Физический |
- >70% уменьшение размера |
Совместимость с высоко плотными печатными платами |
|
- Сверхлегкий вес (<5г) |
Идеально для дронов и переносных устройств |
|
|
- Поверхностный монтаж / монтаж через отверстия |
Упрощенная установка |
|
|
Электрический |
- Измерение тока AC/DC (DC-100кГц) |
Мониторинг силовой передачи электромобилей |
|
- Гальваническая изоляция (>2.5кВ) |
Обнаружение OCP/утечек PV в солнечных инверторах |
|
|
- Практически не подвержен насыщению |
Высокоточная оценка SOC аккумулятора |
|
|
- Низкий температурный дрейф (<0.05%/°C) |
||
|
Системная стоимость |
- Ток покоя на уровне микроампер |
Продление срока службы батарей в портативных устройствах |
|
- Нулевое количество внешних компонентов компенсации |
Снижение стоимости BOM и калибровки |
|
|
- Полная совместимость с автоматизацией SMT |
Масштабируемость для производства миллионов единиц |
IV. Целевые применения
- Управление батареями (BMS): Высокоточное обнаружение постоянного тока (±1%) для циклов зарядки-разрядки EV/ESS.
- Компактные инверторы: Контроль фазного тока в модулях IGBT (SMD-решения в диапазоне 100А).
- Сервоприводы: Многоканальное пробное измерение тока двигателя (параллельные массивы SMD CT).
- Умные счетчики: Измерение постоянной составляющей (предотвращение мошенничества/краж).
- Блоки питания дата-центров (PSU): Мониторинг тока на уровне стоек (высокоплотная интеграция через отверстия).
V. Масштабируемость и будущий план развития
- Многодиапазонное покрытие: Одна упаковка поддерживает диапазоны 20A-500A (через оптимизацию отношения ядро/катушка).
- Цифровой интерфейс: Опциональные варианты выхода I²C/SPI (ASIC с интегрированным АЦП).
- Высокоточный уровень: Замкнутый контур обеспечивает линейность 0.5% (при 25°C), соответствует стандартам класса 1 измерения.
