Мініатюрне високогустинне трансформаторне рішення з ефектом Холла для низьковольтного струму (LVCT)
I. Технічні виклики та цілі
Традиційні трансформатори струму (CT) мають великий розмір, обмеження щодо вимірювання лише постійного струму і ризик магнітної насиченості. Відповідаючи потребам сучасних компактних електронних систем (наприклад, управління батареями, серводрайвери, компактні інвертори) щодо збереження простору, легкого дизайну, виявлення постійного струму та високої частотної відгуку, цей рішення пропонує мініатюрний, високогустинний, сумісний з AC/DC підхід до вимірювання струму на основі ефекту Холла.
II. Основна технологія: Замкнений контур балансування потоку + Інтеграція ASIC
- Мініатюрний магнітний контур та сенсорний ядро
- Архітектура замкнутого контуру балансування потоку: Мікро-силиконовий чип Холла вбудований у спеціально спроектоване кільце зосередження потоку (матеріал з високою проникністю).
- Принцип скасовання магнітного поля:
- Магнітне поле, породжене первинним струмом, виявляється чипом Холла.
- Високогучна зворотна зв'язкова схема активує вторинну катушку для генерації протилежного поля, досягаючи реального "нульового потоку".
- Зворотний струм точно дублює первинний струм, усунення нелінійності та температурного дрейфу, притаманного конструкціям з відкритим контуром.
- Високоступеневе інтегрування обробки сигналів
- Інтеграція спеціалізованого ASIC:
- Низькошумне підсилення сигналів Холла
- Динамічна схема скасовання зміщення
- Алгоритм високоточної температурної компенсації (зниження теплового дрейфу силикону)
- Регульоване нижньочастотне фільтрування (типово: 100–250 кГц)
- Інтегрована опорна напруга та вихідний драйвер
- Екстремально компактний конструктивний дизайн
- Мініатюрне ядро: Оптимізований магнітний контур з отворами такими малими, як Ø5мм (стандартний через-отвір) або прямокутні поверхневі монтажні відкриття.
- Поверхневий монтаж / через-отвір:
- Поверхневі монтажні корпуси (наприклад, SMD-8) для безпосереднього монтажу на платі, висота ≤ 10мм.
- Конструкція через-отвір (безвідводна структура) дозволяє безпосереднє прокладання провідника через отвір ядра, забезпечуючи гальванічно ізольовану установку.
III. Ключові переваги та пропозиція цінності
|
Розмір |
Перевага |
Пропозиція цінності |
|
Фізичний |
- >70% зменшення розміру |
Сумісність з високогустинними платами PCB |
|
- Ультралегка вага (<5г) |
Ідеально для дронів / переносних пристроїв |
|
|
- Поверхневий монтаж / через-отвір |
Спрощена установка |
|
|
Електричний |
- Вимірювання AC/DC струму (DC–100кГц) |
Моніторинг електропоїздів EV |
|
- Гальванічна ізоляція (>2.5кВ) |
Виявлення OCP/PV витоку в сонячних інверторах |
|
|
- Практично не піддається насиченню |
Високоточне оцінювання SOC батареї |
|
|
- Низький температурний дрейф (<0.05%/°C) |
||
|
Вартість системи |
- Струм покоя на рівні мікроампер |
Подовження терміну служби батарей в переносних пристроях |
|
- Відсутність зовнішніх компонентів компенсації |
Зменшення BOM та витрат на калібрування |
|
|
- Повна сумісність з автоматизацією SMT |
Масштабованість для виробництва мільйонів одиниць |
IV. Цільові застосування
- Управління батареями (BMS): Високоточне виявлення DC струму (±1%) для циклів заряджання-розряджання EV/ESS.
- Компактні інвертори: Контроль фазного струму в IGBT модулях (SMD рішення в діапазоні 100A).
- Серводрайвери: Взяття проб струму двигуна по декількох вісях (паралельні масиви SMD CT).
- Розумні лічильники: Вимірювання компонентів DC (захист від змикання/крадіжки).
- Блоки живлення даних-центрів: Моніторинг струму на рівні шафи (високогустинна інтеграція через-отвір).
V. Масштабованість та майбутній дорожній карти
- Покриття багатьох діапазонів: Одна упаковка підтримує діапазони 20A–500A (через оптимізацію відношення ядро/катушка).
- Цифрова інтерфейс: Опціональні варіанти виводу I²C/SPI (ASIC з інтегрованим АЦП).
- Високоточний рівень: Замкнений контур досягає 0.5% лінійності (при 25°C), відповідаючи стандартам вимірювання класу 1.
