具有50～200a测量能力的电流传感器集成电路的直流电流容量和熔断特性
具有50～200a测量能力的电流传感器集成电路的直流电流容量和熔断特性
由Evan Shorman，Caleb Mattson和Shaun Milano，Allegro M亚博棋牌游戏icrosystems
介绍
亚博棋牌游戏Allegro Microsystems提供广泛的电流传感器IC解决方案，该解决方案分为两个主要类别：IC，具有集成的电流承载导体和设计用于外部磁芯的IC。在具有集成电流承载导体的电流传感器IC中，有两个包可用于测量50到200 A的电流[1]：LR和CB。由于集成载流导体，这些集成电路与待测电流串联放置。为了降低集成导体上的功耗，电阻非常低（LR封装为200μΩ，CB封装为100μΩ）。了解这些集成电路在直流电流、短路、浪涌电流或任何其他故障条件下的热性能仍然很重要。通过这种方式，设计者可以设计PCB布局和保护特性，以优化电流传感器的性能，并了解应用中的边界条件。
背景
CB（图1）和LR（图2）包都在本应用说明中进行了评估。在这些软件包中提供了几种设备，如表1所示，可以在Allegro网站上找到（单击下面的设备编号了解更多信息）。
表1：设备和包装产品
进行的试验
Allegro电流传感器集成电路的热性能进行了两种测试：大电流瞬态脉冲测试和直流恒流测试。在第一次试验中，对封装施加一个设定值的电流脉冲，并测量两种边界条件下的时间：模具温度超过最大结温（165℃）的时间和熔断电流导体开路的时间。在第二次测试中，封装经受恒定的直流电流，并记录稳态模具温升。
注意这些测试取决于印刷电路板设计。对于在本应用笔记中执行的所有测试，将设备焊接到标准Allegro评估板[2]（图3和图4）。电路板的散热特性将根据PCB布局以及其他附近设备的影响而变化。对于小于150 A的电流尤其如此。这些测试的目的是提供测试的散热性能的总指导。每个包装的热性能应在要使用的特定应用中验证。通过以下几个基本布局指南，可以轻松实现Allegro演示板热性能。
热性能布局指南
在为Allegro电流传感器IC布局PCB时，有几个关键元素将有助于提高热性能。这些措施包括：密集的热过孔周围的焊盘的位置，多层金属直接在电流路径下，以帮助传播热量，并确定任何散热元件的位置
尽可能靠近设备（参见图5）。所用的评估板是典型的2盎司铜的每个8层板。通常，只要PCB的布局进行小心并考虑热性能，就不需要大于2盎司的铜层。
大电流脉冲测试
LR和CB封装的高电流脉冲测试在多峰电流水平下进行。所有数据均为25°C环境温度。只有LR封装的结果如图6所示，因为实验室设备的最大电流能力仅为700a，这是不足以导致CB封装的任何熔断器。
参考图6，绿色区域是安全操作区域（这意味着不超过最大结温）。橙色区域表示超过了最大结温的区域，但电流导体尚未融合。LR封装上的高电流脉冲测试的结果显示，在300A时，最大结温需要超过2秒的时间。在675A处，熔丝点和最大结温的点在几乎同时发生在约100ms。
直流电流能力
对LR和CB封装进行了直流电流能力测试。结果如图7所示。两个封装的结果都显示了令人印象深刻的电流容量。CB封装显示出比LR封装更大的容量；然而，LR封装要小得多，并且通过载流导体的电阻是LR封装的两倍，因此这是可以预期的。
对于LR封装，在50 ADC中，仅增加20°C。通过CB封装，在100 ADC，仅增加20°C。该数据在25°C环境温度下拍摄，但可用于在任何工作温度下缩小传感器。
结论
该应用说明的测试结果显示了LR和CB包装的令人印象深刻的热特性。LR封装可以处理大量的电流，特别是考虑其小占地面积仅为6.4 mm×6.4 mm×1.5 mm。CB包装，一个更大的包装，具有令人印象深刻的电流能力 -
能够处理200 ADC，温度仅升高约85°C。在设计Allegro电流传感器IC时，本应用说明中包含的数据可作为指导，并在应用工作温度范围内降低连续电流。参观快板亚博尊贵会员电流传感器着陆
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