[ 導讀 ] 作為全球領先的半導體公司，英飛凌在傳感器領域也一直走在行業前列，擁有廣泛的傳感器產品組合。

        作為全球領先的半導體公司，英飛凌在傳感器領域也一直走在行業前列，擁有廣泛的傳感器產品組合。為了滿足工業市場對高性能電流傳感器的日益增長的需求，英飛凌推出了其首款集成式電流傳感器，也是市場上首款最小的高精度集成式電流傳感器TLI4970，該傳感器集成了差分放大器、過濾器進而信號處理等功能，通過數字SPI接口傳輸，可實現在高達600V工作電壓和3600V測試電壓下進行電流隔離測量，主要應用于光伏和驅動器的逆變器、汽車和工業電池充電器、服務器和照明應用的電源等領域。

        根據英飛凌的市場調查報告，電流傳感器總市場容量約為4億歐元。英飛凌科技股份公司汽車電子產品營銷經理Juergen Mann表示，在當前的許多市場應用都要求使用電流傳感器，例如太陽能逆變器、智能電網、照明以及電源等。“對功率效率和高效的功率轉換的要求將與日俱增，智能電網和智能電表將改變我們發電、輸配電和使用電能的方式。在照明領域，將出現更高效的可控制智能照明系統。”Mann指出。

        此次英飛凌的高精度全數字電流傳感器TLI4970即針對太陽逆變器、充電設備、電源設備、電氣驅動裝置以及控制節能LED照明裝置等應用而開發。Mann介紹此款產品時表示，在提高和確保電流測量的高精準度方面，英飛凌做了大量的工作。“TLI4970基于英飛凌的霍爾效應技術，摒棄常規的場集中器，可避免滯后效應。同時采用雜散磁場抑制技術和差分測量原則，對外部磁場具有極強的抗干擾性。如果采用傳統的電流測量原則，精準度還會受到環境、非確定性漂移和老化等因素的影響，TLI4970采用獨立的測量溫度和機械應力結構，因此無需依靠系統設計上的預防措施如隔離。通過在工作期間獨立測量兩個變量，該傳感器可以經常確保有效補償，而這正是實現長期測量穩定性的基礎。”Mann進一步補充說，“利用TLI4970可測量大小達到±50A的交直流電流，而且無需外部校準，連續運行多年仍可保持極佳的精準度(1%)、控制效果和效率。適用于高效、可靠、成本優化型逆變器和電機。”

        除了高精準度的電流測量，TLI4970還具有快速過電流檢測功能，在電力輸出階段提高高效保護。“例如在發生外部短路的情況下，會出現臨界過電流。”Mann舉例說，“為了最大程度縮短這種潛伏期，TLI4970提供并行信號路徑，可使傳感器檢測到的錯誤條件在驅動裝置或微控制器中在不到3μs的極短延遲下得到處理。開發人員可通過電路中的可編程低通濾波器，對傳感器的電流值和后續的過濾操作進行編程，調節范圍為3~90A，步長為3A，以對電流閥值進行微調，滿足系統應用需求。”

        在封裝方面TLI4970的尺寸也非常具有優勢，采用了7×7×1mm SMD封裝，相比于具有類似精度的競爭對手產品，體積縮小了100倍，封裝縮小6倍。Juergen Mann指出，如此幅度的微型化得益于英飛凌創新的無芯化設計。“在汽車和工業領域，現在很多產品都有一個專門的地方放傳感器，但是如果傳感器做得夠小，就不用有個專門的地方來放它。所以現在看來微型化是一個大的趨勢。而在微型化的過程中，會遇到電流通過能力、電隔離、檢測效果等方面的挑戰，”他表示，“TLI4970內部設有壓力傳感器。這壓力傳感器兩邊會有電阻，電阻會感知到壓力變化而進行補償。另外，TLI4970內有兩個霍爾傳感器，這兩個傳感器因為放得很近，所以當有外圍干擾的時候，兩個傳感器都會感測到同個干擾信號，差分的概念是取兩個的差值，通過差分的機制來保證TLI4970不受干擾信號。從尺寸角度來講，市場上的產品有比我們尺寸小的，但是它需要一個額外的采樣單元，就是需要額外補償。如果考慮到我們現在芯片的尺寸、電流的精度以及電流范圍，TLI4970應該是唯一能夠集成這些功能的產品。”

        除了微型化，還提到了電流傳感器的另一個發展趨勢——數字化。Mann表示，現在的電流傳感器都是模擬形式的，最終控制都會將它數字化。TLI4970采用了數字化技術，無需外部校準或額外部件如模數轉換器、光耦合器或基準電壓。因此，它大大減輕了總開發工作量，節省了電路板空間和成本。“我們會覺得如果去把一個數字信號轉換成模擬信號僅僅是為了適應傳統的需求是沒有意義的，所以我認為數字化肯定是一個趨勢。”

        最后Mann強調，TLI4970是英飛凌第一個集成式電流傳感器，除上述提到的應用領域外，也已經可以滿足一些電動車輛及工業驅動的需求。“我們還在計劃其他電流等級的產品，會在后續逐步推出。接下來的產品規劃主要是三個方向，一個是低端化、低成本應用，即小電流、低精度，一個是高端化，即需要大采樣范圍、大尺寸、大電流，最后則是快速檢測、高帶寬。”

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