霍尔器件内部架构解析

随着霍尔器件越来越便宜，越来越有和CSA一争高下的意思，相比CSA霍尔又有哪些优势。相比CSA霍尔器件又有哪些劣势？

先来看看霍尔器件内部是什么样，见图1。

图1:霍尔电流传感器内部连线（TI）

电流从两个电流PIN进去，两个电流PIN出去，芯片通过内部磁场的变化输出电压/电流，CSA与之相比就是多个Rshunt，图2给出CSA采集电流的典型架构。

图2:CSA电流采集典型架构

多了Rshunt还会带来电阻的温飘问题，不同的电阻温飘系数不同价格也不同，图3给出电阻温飘和电流变化的表格。

图3:电阻温飘计算

或者EEWORLD 分流电阻温飘计算 xutong

分流电阻的温度飘移可以使用大散热器去压制。但CSA的共模抑制比是存在的，还有最大输出共模电压，霍尔则没有这些烦恼，霍尔本身是隔离的。

霍尔也不是没有温飘取TMCS1100A1的温飘来看，25摄氏度温升Vout改变92uV（TYP），TMCS1100A1是50mV/A。那么温度上升25摄氏度电流漂移约20mA其实在个ppm小的电阻与CSA一组合应该是能胜过他的，因为CSA可以放的比较远一点不用和电阻一起发热，主要的温度漂移在电阻上面，CSA到还好，但霍尔没法避免，建议还是对霍尔器件的散热下点功夫

图4:TMCS1100霍尔器件温漂

单看TI器件的手册不太合适，新增较为常用的霍尔电流传感器。ACS712如下图5所示。

图5:ACS712温度漂移

0.08mV/C，在算上25度温升，刚好等于2mV，约10mA的电流误差，比TI略好。

在TMCS中首先就注意到Sensitivity Error，这个参数比较有意思，看他手册里的公式见图6。代表（霍尔的拟合曲线/理想拟合曲线）/理想拟合曲线*100%，也就是说如果sensitivity error代表了霍尔的线性度。

图6:Sensitivity Error Calc

线性度越差校准就越麻烦在高精度的系统中，校准往往意味着会影响生产速度，尽可能的少校准可能人工成本会优于霍尔省下的其他成本。但如果霍尔的线性度满足要求比较少的点就能完成校准则和CSA没太大区别。

图7: TMCS1100 Sensitivity Error

HALL PCB布局

霍尔布局注意：

1.使用多层PCB布局

2.使用大的散热焊盘

3.在引脚周围放通孔改善热传递

4.在有风道的情况下确保霍尔器件周围空气流通

5.霍尔器件高压和低压留足够的隔离间隙