电流传感器简介

在回归基础的电子元件系列的这一部分中，我们与EDN合作，介绍了电流传感器。不要错过我们与 Aceinna 执行副总裁 Michael DiGangi 的讨论。

无论市场预期如何，对先进电子产品的性能监控的需求在今天都是至关重要的。从预测性维护到故障发现再到灾难恢复，了解幕后发生的事情是一个关键的性能推动因素，而对事情没有完整的处理可能会导致从性能不佳到压力条件下的灾难性故障等各种情况。

懂功率，懂性能

许多解决方案可用于监控电子电路的性能，其中一些涉及使用非常复杂的传感设备和模块的高级系统基础设施解决方案。人们很想购买最先进的传感技术来解决应用问题，但这可能会导致您的产品无法达到应有的成本效益。电流传感技术提供了一种经济高效的方式来执行这一关键系统监督。

电子电路的一个基本方面经常被忽视——这一切都与功率有关。除非电线中有能量，否则什么都不会发生，一切都源于驱动系统的电流。人们可以通过监控它如何处理赋予它执行任务的电源来确定任何有电设备的很多情况。

电流感应技术是在小尺寸内创建所需的精密控制和保护电子电路的关键。具有讽刺意味的是，电流感应是在粒度级别实时监控系统性能的一种经济高效的方法。了解您的系统如何管理其功率与医生了解患者的心跳和血压一样重要。

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电流事件

基本上有两种方法来执行电流检测，开环或闭环。开环电流传感器测量交流和直流电流，并在被测电路和传感器输出之间提供电气隔离。与闭环设计相比，开环电流传感器的成本较低，因此通常用于相对便宜的产品，因为它们的功率要求低且占地面积小。

另一方面，闭环传感器通过反馈回路(例如，在零磁场下工作的反馈回路)测量电流，同时提供电气隔离，这在许多电路中很重要。闭环电流传感器，有时也称为“零通量”传感器，可提供更高的精度、更快的响应、高线性度和低温漂，并避免核心发热。当整个温度范围内小于 1% 的高精度对设计至关重要时，闭环传感器通常是首选传感器。

然而，有多种电流感应技术，每种技术都有其优点和缺点。一些流行的方法包括分流电阻器、电流互感器和基于磁场的传感器等。最常见、最便宜和最简单的方法之一是使用分流电阻器，它使用与电流成正比的分流器上的电压降。它们能够测量 AC 和 DC，但存在寄生电感会对测量精度产生负面影响的问题。

也可以使用电流互感器，但它们也是无源设备，非常高的初级电流或电流中的大量直流分量会使磁芯中使用的铁氧体材料饱和，最终破坏信号。磁芯损耗还会在传感器中产生热量，从而降低性能。基于铁氧体磁芯的电流互感器具有磁滞和相关挑战，除非退磁，否则会降低性能。

霍尔效应传感器在存在垂直于传感器的磁场的情况下产生电压输出，因此可以监测载流导体产生的磁场。然而，它通常需要信号调理以使输出可用于大多数应用。不仅需要信号调节电子设备，而且在使用非稳压电源运行时也需要电压调节。

Aceinna 执行副总裁 Michael DiGangi 讨论了电流传感器的基础知识、它们的使用位置以及最重要的规格。如果您使用的是宽带隙功率器件，您会想听听 DiGangi 对 AMR 电流传感器的看法。– Gina Roos，《电子产品》主编。

AMR 电流感应

与其他电流传感方法相比，各向异性磁阻 (AMR) 传感器在工作温度范围内提供了一种高性能解决方案。基于Aceinna AMR 技术的隔离式电流传感器提供单芯片解决方案，除去耦电容器外，不需要其他组件。

这样一个完整的解决方案优于使用分流电阻，分流电阻本质上不是隔离的，而且它比电流互感器更小更准确，电流互感器无论如何只能与交流电一起工作。与使用其他霍尔效应传感器解决方案相比，AMR 技术提供更宽的带宽(1.5 兆赫兹)，具有更低的偏移和噪声。

由于 AMR 技术可以响应直流和交流双向电流，比传统解决方案具有更好的精度、更高的带宽和更低的相移，因此它还提供了非常快的输出阶跃响应。基于 AMR 的电流传感器是一种精确而紧凑的解决方案，用于保护和控制电力系统的关键测量。

这种级别的先进电流感应功能为性能关键型应用提供了强大的支持。其中包括需要最高效率和可靠性的下一代高效电源、工业系统(工业 4.0);电动汽车面临着增加续驶里程的巨大压力，以及各种绿色能源以提高电网效用。Aceinna 的 AMR 电流传感器的带宽允许在类似应用中使用碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 功率器件。AMR 电流感应技术解决并支持这些及其他应用和行业。

结论

目前，先进的嵌入式电子产品受到了极大的关注，其中大部分重点是提高电源、电机驱动器、动力总成和电池充电系统的效率。它们都与电源性能直接相关，通过使用先进的电流感应方法，如 Aceinna 的基于 AMR 的电流传感器，您可以满足这些先进系统的实时监控需求。

　　审核编辑：汤梓红