借助微型傳感器實現電流精準測量
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設計和功能原理
圖3為TLI4970的設計原理圖，圖4為對應的方塊圖。流經初級側導電軌的電流產生磁場，該磁場由兩個差分霍爾元件測量。霍爾元件與導電軌之間進行了電流隔離。霍爾元件的信號直接由Δ-Σ模數轉換器進行數字化處理。通過可編程(0kHz～18kHz)低通濾波器后，信號在數字信號處理器(DSP)中進行處理。
圖3：TLI4970設計圖—流經初級側導電軌的電流產生磁場，該磁場由兩個差分霍爾元件測量。
圖4：TLI4970方塊圖—OCD信號通路與電流信號通路分開，并采用了可編程毛刺濾波器。
芯片處的溫度(T)和機械應力(S)由第二個模數轉換器不依賴初級電流進行單獨測量和數字化處理。然后，DSP利用溫度和應力信息來平衡“原始”電流信號。最后，經過平衡的信號通過接口單元和SPI接口輸出。
快速過流保護
TLI4970測量通路中的快速過流檢測通過OCD(過流檢測)引腳實現。OCD信號通路與電流信號通路分開，并采用了可編程毛刺濾波器。還可為OCD輸出設置0A至±90A的對稱閾值，增量為3A，這樣可檢測正負過流。毛刺濾波器時間可在150ns～1550ns范圍內設定，增量為100ns。
OCD引腳與微控制器邏輯輸入端相連，例如可在微控制器中觸發中斷，根據需要關閉系統，和/或防止系統損壞。借助OCD引腳的漏極開路輸出，僅需一個微控制器即可從多個TLI4970傳感器讀取過流信號。
抗干擾魯棒性
使用基于霍爾元件的電流傳感器時，最大程度降低外部雜散磁場的影響至關重要。TLI4970具有極強的抗外部磁場干擾的能力。在這一點上，外部磁場相對于導電軌的位置起重要作用。如果對應的干擾源垂直于導電軌，由于磁場平行于霍爾元件，基本不存在串擾效應導致的負面影響。如果干擾源垂直于導電軌，由于采用差分測量，這可以確保高抗擾度。串擾僅在干擾源平行于集成導電軌時產生。在此情況下，TLI4970提供了有效的串擾抑制。對于50A電流，測量距離為3mm時串擾效應僅為1mA。
節省空間和成本
TLI4970采用極小的SMD封裝(PG-TISON-8)，尺寸僅為7mm×7mm×1mm，因此可實現高性價比組裝。TLI4970微型封裝僅重0.2g。與電平轉換電路、濾波器、電流隔離和包括奇偶校驗在內的安全通信這些集成式功能結合使用，可顯著降低空間要求以及材料成本(BOM)。
廣泛的設計支持
TLI4970評估套件可幫助用戶輕松完成評估。圖形用戶界面使在各種系統設置下可對傳感器進行輕松編程和快速測試。評估套件包括模擬板(圖5)，它可將數字SPI輸出信號轉換為模擬信號。這可支持開發人員直接使用其現有帶模擬接口的系統設計測試TLI4970的性能，同時英飛凌確保模擬板引腳與傳統的電流傳感器兼容。
圖5：使用TLI4970模擬板可輕松、快速地轉換至數字電流測量。
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