基于ASIC技术的闭环电流传感器特征与应用

　　1、流行的电流隔离测量的最佳解决方案

　　由于其创新的设计理念,基于ASIC技术的闭环电流传感器，已经成为业界流行的电流隔离测量的最佳解决方案,并被广泛的应用于驱动器、高频大电流测量、UPS及电力电子行业上,使其成为是与电力电子行业发展与用户的需求同步的产品。值此以LEM公司的新型LTSR产品系列为例对其基于ASIC技术的闭环电流传感器特征与应用作分析介绍。

　　LTSR产品系列它允许额定测量电流值为6A的LTSR-6-NP，额定电流值为15A的LTSR-15-NP，额定电流值为25A的LTSR-25-NP.其LTSR中的“R”代表参考端。

　　LTS25-NP系列产品的目标是找到电力电子的领域中隔离测量的良好方法。由于数字器件、处理器在电力电子领域中的广泛应用，而这些器件都是单端5V供电的，LTSR也是单端5V供电。所以有了LTSR传感器使我们可以更加贴近电力电子领域。

　　LTSR可以为周围的元件提供参考电压，也可以接受外电压作为参考电压，如：DSP，ADC以及许多非常普遍的电子元件。

　　2、基本结构

　　LTS-25-NP是一种体积非常小的电流传感器，为PCB安装而设计。从新技术到新工艺角度上来说，这种产品的研发和生产都是一种挑战。

　　LTSR系列闭环电流传感器是以闭环原理传感器的基本结构与原理(见图1所示)发展起来的,所以分析LTSR是闭环原理的传感器只需以图1为基本结构与原理作说明就可以了。

　　LTSR是闭环原理的传感器，它基于原、副边磁场补偿原理。这就是说，由于被测量电流产生的磁通，被传感器中的HALL(霍尔)元件感应到，HALL元件产生一个感应电流，供给副边线圈，然后在磁芯中产生相反的磁通来补偿原边产生磁通。原边电流的数值比例缩小等于线圈中的电流实际值.其闭环原理传感器的基本结构与原理,见图1所示。

　　产品的设计思想,是依据下述标准,即体积小，5V单端供电传感器。产品体积小，相应的磁材也比较小，这就导致传感器原边和副边之间的距离比较短。这种结构有利于传感器拥有抗高dv/dt的能力。这种抑制高频特性dv/dt(见图2所示曲线2-紫线)非常适合电机控制应用。因为在电机控制中，在电机三相负载中由于桥臂的不停的导通关断会产生高dv/dt(见图2所示所示曲线1-黄线)。

　　原边和副边之间有高度绝缘能力的电气元件都可以耦合并隔离电势。在高频率开关的应用环境，会有频率非常高且斜率非常大的尖峰出现(如：原边电压的高速变化)，这就导致了不必要的电磁干扰(EMI)。这种情况，在副边输出元件上，会产生一个干扰信号。如，一个10kV/μs的电压变化通过一个10pF的耦合电容产生的寄生电流为100mA。对于LTSR系列，这就是额定输出电流的8倍。