电流传感器常见问题解答

霍尔效应是当外部垂直磁场作用于载流导体时产生的电压。导体或霍尔元件以恒定电流偏置。当磁场发生变化时，霍尔元件上的电压就发生变化。这个电压可以被放大和调节，以提供一个与磁场有关的输出。利用这一原理，磁场可以通过集成封装、铁芯或无铁芯母线垂直于霍尔元件进行集中。霍尔效应电流传感器具有固有的隔离性、低功耗和跨温度的稳定性，同时提供可以由微控制器监控的模拟输出电压。

部分可以是比率或非比率。比值表示设备灵敏度与设备供电电压(VCC)成正比。此外，器件在0a处的输出，也叫V_{IOUT (Q)}，在名义上等于vcc / 2．非比率测量器件的VIOUT(Q)和灵敏度值稳定在V之上_CC指定输入电压范围内的变化。当传感器的输入电压与ADC参考电压相同的线路时，比率可以是有用的。非比率部件可用于传感器输入电压嘈杂或不稳定的应用中。亚博尊贵会员不稳定的V._CC如果零件是比例的，将产生噪声输出。

当前传感器中的三种主要类型的错误被定义为：

敏感性错误：E_SENS=(((测量灵敏度)/ Sens) -1) × 100(%)

偏移错误：V_OE=测量QVO - QVO

总输出错误：E_tot= ((V_出- - - - - -V_理想)) / (Sens_理想的×我_P)×100 (%)

这应用注释在源和错误的定义中深入了解更多。

在Allegro电流传感器设备主页上，导航到“部件编号规格和可用性”。在想要的增益选项上选择“查看数据”。MSL评级包含在“材料申报报告”中。

虽然MSL评级是专门针对表面安装部件的，但Allegro确实合格并提供了与标准MSL评级直接相关的非表面安装部件的通孔等效(THD)。

霍尔效应电流传感器的主要优点之一是其固有的电流隔离。由于初级电流路径和信号电路之间没有电气连接，因此可以获得高得多的工作电压。当前传感器设备数据表中包含若干隔离参数或测试，如:

介质增加强度-已知上升时间、宽度和振幅的脉冲所能处理的电压量。

介电强度-在电击穿发生之前可以承受的电压和时间。在测量泄漏电流以确保没有发生故障的同时，测试一段时间(通常为60秒)。

工作电压- 可以连续应用于设备的最大电压。它通常具有DC，峰值与峰值和RMS电压的指定值。

隔离特性是特定于设备的包装。以下是概述了Allegro提供的各种包装类型及其隔离特征以及其他重要的包信息表。

包描述符	SOICW-16 拉	SOICW-16 马	SOICW-16 MC	SOIC-8 LC1	SOIC-8 LC2	QFN-12 EXB.	五PSOF LR	5针 CB
图片
维	10.3 x10.3mm	10.3 x10.3mm	11.3x13mm.	4.9 x6mm	4.9 x6mm	3 x3mm	6.4x6.4mm	14 x22mm
导体电阻	0.85Ω	0.85Ω	0.27mΩ.	1.2Ω	0.65mΩ.	0.6mΩ.	0.2mΩ	0.1Ω
介电强度	RMS3600 V.	RMS5000 V.	RMS5000 V.	RMS2400 V	RMS2400 V	NA	NA	RMS4800 V
工作电压	DC.870 V. RMS616 V	DC.1550 v RMS1097 V	DC.1618 V RMS1144 V	DC.420 V RMS297 V.	DC.420 V RMS297 V.	DC.100 V RMS70 V.	DC.100 V RMS70 V.	DC.1358 V RMS700 V.

快板还提供铁芯和无铁芯的现场传感器．这些设备可以感测电流> 1000A并实现> 5000VRM的介电强度隔离。

零件输出将继续增加或减少，直到达到高(电流> IPR)或低(电流< I_PR.）饱和点，在哪里_PR.是该部件的电流传感范围。电压输出高/低（v_哦/ V._ol.)，有时也称为输出饱和电压(V_{坐（H / L）})，定义为传感器输出的电压V_IOUT.，不通过作为一个增加/减少的幅度的电流的结果。这可以在下面的图中看到。注意，改变灵敏度并不会改变饱和电压。

V的线性性能的函数范围_IOUT.，及其相关的数据表参数在-I中有效_PR.+我_PR.．输出可以报告超出全尺度测量的电压，直到饱和点，但不保证超出满量程测量的参数。

每个Allegro电流传感器都会在数据表中指定的时间电源，例如下面的示例：

接通电源的时候,t_宝，定义为电源a)达到其最小指定工作电压(V)之间的时间间隔_CC(分钟))和b)当传感器输出在外加磁场下稳定在其稳态值的±10%以内时。输出电压和电源电压的例子可以在下面的范围捕获中看到:

的磁铁，集中器和磁屏蔽供应商页面提供了供应商名单和推荐磁铁概述。此列表包括核心/集中器和屏蔽供应商的信息。

Allegro电流传感器分别有两个范围变体，双向和单向，分别用零件后缀B和U识别。双向部件可以感测积极和负电流，而单向部件只在一个方向上感知。当电流在负方向上并且最大时，双向部件的输出将最小，当电流在正方向上满量程时。单向部件的输出将在最小的情况下，如果电流小于或等于零，当电流在正方向上满量程时最大值。双向部件可用于检测负下冲或有益于电流在两个方向流动的系统。当不需要在负方向上感测电流时，单向设备可用于提高灵敏度。

每个Allegro电流传感器都包括用于V的引脚_CC，地面（GND），V_出来,以及被感知的一次电流的路径(如果是集成传感器)。一些部件包括额外的引脚，以增强功能。这些引脚的列表包括:

vref / vzcr-提供零电流输出电压（V._{IOUT (Q)})到参考引脚。这允许差分测量和用户知道输出通道V的零电流电压_IOUT.．（ACS37002，ACS730）

故障/过电流故障(OCF)-开启漏极输出，当满足电流阈值时将拉低。故障输出可能在运行中被锁存或解除锁存(ACS37002，ACS71240，ACS720，ACS732，ACS733，A1365）

V_OC—部分部件可通过外部电压选择过电流故障阈值。这是通过连接到V的电阻器梯子来完成的_CC别针。（ACS37002，ACS720，ACS732，ACS733）

获得选择- 某些部件可以根据应用于增益选择引脚的逻辑改变增益，用于查找高或低输入（ACS37002）。

筛选-通过连接外部电容，V_出滤波器位置可以设置（ACS720，ACS724/5）

噪音

噪声(输入参考[mA_RMS或输出参考[mV ._RMS]）在指定带宽上评估输出上的噪声的根均方值。

噪音密度

噪音密度(input reference_RMS)/√Hz]或输出参考[(µV ._RMS)/√Hz])为频率函数的噪声。为了近似地从噪声密度转换为噪声，将噪声密度乘以√(带宽*π/2)(注意，在较低的频率，大约<1kHz，闪烁噪声，或1/f噪声，会起到一个因素，并将影响整体噪声性能，即不是所有的噪声在直流输入中被去除)。

该设备的分辨率等效于参考噪声输入[mA]_RMS]在所需的带宽处。如果使用噪声密度指定设备，则通过乘以噪声密度来转换为噪声√(带宽*π/ 2)．如果设备被指定为参考的输出，除以灵敏度得到参考的输入。

计算分辨率时要考虑的另一个因素是连接电流传感器输出的ADC的能力。传感器输出的ADC分辨率(安培)等于:

(ADC范围[mV]) / (Device Sens [mV/A] * 2^{ADC第三(位)1}）

例如，计算分辨率ACS732KLATR-20AB-T在1MHz带宽使用5 V ADC，具有11.5有效位数。ACS732的噪声密度为55（μA_RMS) /√赫兹。

将这个值乘以√(1MHz * π/2)得到的噪声为69 mA_RMS，它给出了传感器输出的分辨率。

接下来，计算ADC分辨率，其中resolution =（5000 mV）/（（100 mV）/ a *（2^{11.5 - 1}））。

这导致ADC分辨率为34.5 mA。在计算系统的总分辨率时，取出这两个计算的最大值，或在这种情况下，69 mA。

Allegro电流传感器输出的低通滤波将降低噪声，但以器件带宽为代价。如果需要一个特定的噪声水平或分辨率，请用下面的方程求解带宽(BW):所需噪声=噪声密度*√(BW*π/2)．

接下来，选择生成所需带宽的R和C值。RC滤波器的带宽等于1 /(2 *π* R * C)．使用足够低的R值非常重要，以不影响ADC读数。因为ADC通常具有高输入阻抗，所以通常可以接受约1KOHM或更小的值。

• 验证数据表中如何指定噪声。例如，噪声可能依赖于V上的电容器_出，如下所示。

• 增加V的电容_出．该数据表将包括可连接到V的最大输出电容值_出，如下所示。

• 如果更改电容无法解决问题，则应检查布局。如果是V._出信号到ADC或测量仪器有长迹，可能还有其他信号与输出信号相互作用。将示波器尽可能地靠近电流传感器的输出，并在输出部分直接监测噪声。
• 另一个潜在的问题是传感器的输入电压不稳定。比率部分将噪声输入电压转移到设备输出信号。监控V_CC检查输入是否不稳定的电流传感器的引脚。确保使用正确的旁路电容值，并尽可能靠近PCB上的部件。
• 另一个噪声源可能是杂散磁场。请参阅设计支持的问题1yabo亚博网站部分了解缓解杂散领域。

每个设备的数据表中都列出了一个选择指南，通常位于第2或第3页。虽然在设备选择指南中包含的设备之间存在一些差异，但选择指南的一些主要属性是部件编号、灵敏度(Sens)、优化电流范围(仅适用于集成导体传感器)、工作温度(T_一个），包装类型和电源电压（如果设备有5 V和3.3 V变型）。This table can be used as a guide when selection the current sensor for an application.

例子:

基于核心（ACS70310设备数据表的选择指南:

有两个基本的allegro电流传感器命名方案，一个用于集成（ACS71240，ACS724，ACS37002等），一个用于基于核心的传感器（ACS70310，A1365等）。

常见的命名组件到基于核心和核心的传感器：Allegro当前传感器以ACS开头（传统A1363 / 5/6 / 7除外），其次是三到五位部分编号。零件号后跟一个字母以指示传感器的工作温度范围。温度范围指定之后是包装指示器，可以是两个/三位数字。在包装指定之后，集成传感器然后有两个字母指定可用于可用的包装/送货选项，基于核心的传感器将有一个有关领域选项的字母指定。接下来，集成传感器具有两个/三位数电流范围值，基于核心的传感器具有修剪的灵敏度值。然后是传感器的方向性，双向（B）或单向（U）。接下来是设备的标称电源电压电平。包含在零件名称的末尾是自定义功能（自定义故障级别，设置极性，客户可编程等）。有关设备零件编号的更多信息，请参阅设备特定数据表。请注意，像ACS722 / ACS723，ACS724 / ACS725和ACS732 / ACS733一样，遗留设备，不具有名称的双向或单向指定，也不具有标称电源电压的指定。 Different part numbers were made for 3.3 V and 5 V variants (i.e., the ACS724 is a 5 V device while the ACS725 is a 3.3 V device but these parts have identical functionality).

命名方案的例子:

核心基础(ACS70310）：

集成(ACS71240）：

遗留集成(ACS724vs.ACS725，请注意选择指南中没有电源电压指示）：

以下 应用注释提供Allegro电流传感器包的特性数据。本应用笔记包括在Allegro演示板上采集的数据。当确定给定应用程序和电流要求的正确的Allegro电流传感器包时，本文件是有用的。

流过封装的绝对最大电流与设备能感知的电流范围不同。最大允许电流取决于封装和PCB布局，并与环境温度有关。指常见问题集热力部分的问题1查询有关确定Allegro电流传感器的最大允许电流的信息。当流过的电流大于优化的电流传感范围时，器件的输出将饱和。指常见问题解答:一般部分的问题7有关输出饱和度的进一步解释。

一个——快板
年代- 传感器
E- 评估
K- 成套工具

导航到Allegro Micro亚博棋牌游戏systems主页．Allegro电流传感器演示板从“ASEK”名称开始。例如，如果需要ASEK37800KMAC-015B5-SPI演示板来评估ACS37800KMACTR-015B5-SPI，请在Allegro主页右上角的“支票股票”搜索栏中搜索ASEK37800。

搜索“ASEK37800”将提供所有可用的ASEK37800演示板的结果。点击购物车图标将被路由到Digikey网站购买。

在设备首页，点击“设计支持工具”链接，如下图所示:yabo亚博网站

如果演示板有一个用户指南，它将在设计支持工具中提供可下载链路，如下所示：yabo亚博网站

演示板上的所有组件将在测试的电流传感器的最大温度额定值处额定值或高于测试。演示板的当前额定值取决于电流传感器和环境温度的包装。以下应用注释提供各种环境温度的Allegro演示板上的电流传感器包的特征数据。

在每个Allegro电流传感器的设备主页上是一个设计支持部分，位于网页底部附近。yabo亚博网站在这里，有一个包含设备的ASEK演示板的Gerber文件的ZIP文件。Gerber文件是包含PCB设计的每个板层的信息的文件。

解压缩Gerber文件文件夹后，将有一个Fab文件。该FAB文件包含有关演示板布局的信息以及关于铜厚度，PCB层计数的信息，包括演示板属性。

在每个设备数据表中，有一个PCB布局和热应用部分，特定于该设备和包。

相关申请说明：

1. 使用ACS71x电流传感器ic时管理外部磁场干扰
2. 使用Allegro电流传感器IC时最小化共模场干扰的技术(ACS724和ACS780)
3. 无铁芯霍尔效应电流传感器集成电路的共模场抑制

指设计支持FAQ部分的问题1yabo亚博网站了解缓解杂散领域。

在特定的Allegro电流传感器设备主页上，导航到“部件编号规格和可用性”。在想要的增益选项上选择“查看数据”。包装重量包含在“材料申报报告”中。

在所需的Allegro电流传感器的设备主页上，位于网页底部附近，是封装部分。在包装部分，通常有设备所在包的图像(如果设备在多个包中提供，则有多个)。设备包的步骤文件可以在这里找到。

如果步骤文件未位于设备主页上，请参阅包装的主页在Allegro网站上

获取UL认证表明Allegro当前传感器已被测试到适用标准;UL在全球范围内得到认可，他们能够为行业的制作提供认证。Allegro当前传感器，位于MA，LC，MC，LA和CB封装中，已被认证到相关的UL标准60950-1，第2版和62368-1，第1版（仅限MA）。

在Allegro的设备主页上，电流传感器的MA、LC、MC、LA和CB封装有UL符合性证书和UL CB测试证书。

符合性证书验证设备已通过UL测试，符合UL标准60950-1和UL标准62368-1(仅MA)。CB测试证书提供UL认证的基本和加强绝缘编号的工作电压以及最大额定隔离电压。

指的是”Allegro产品的焊接方法”关于Allegro网站的应用笔记和下载了这里．

• LA具有最高的灵敏度，霍尔元件最接近导体
  • 填充芯片位于模具最靠近引线架的顶部
• MA内部隔离度高
  • 2层聚酰亚胺绝缘和3层绝缘粘合剂
• MC具有最低的内部导体电阻
  • 更长的爬电，更好的工作电压

也指一般问题部分的问题6，以获取更多的软件包信息。

有几种方法可以开始产品选择流程。第一个将基于所需的隔离或包大小。下表提供了可用包的概述(不包括现场传感器)。

包描述符	SOICW-16 拉	SOICW-16 马	SOICW-16 MC	SOIC-8 LC1	SOIC-8 LC2	QFN-12 EXB.	五PSOF LR	5针 CB
图片
维	10.3 x10.3mm	10.3 x10.3mm	11.3x13mm.	4.9 x6mm	4.9 x6mm	3 x3mm	6.4x6.4mm	14 x22mm
导体电阻	0.85Ω	0.85Ω	0.27mΩ.	1.2Ω	0.65mΩ.	0.6mΩ.	0.2mΩ	0.1Ω
介电强度	RMS3600 V.	RMS5000 V.	RMS5000 V.	RMS2400 V	RMS2400 V	NA	NA	RMS4800 V
工作电压	DC.870 V. RMS616 V	DC.1550 v RMS1097 V	DC.1618 V RMS1144 V	DC.420 V RMS297 V.	DC.420 V RMS297 V.	DC.100 V RMS70 V.	DC.100 V RMS70 V.	DC.1358 V RMS700 V.

另一个产品选择流程可以从所需的电流传感水平开始。Allegro有各种当前传感水平的着陆页，包括:

• 0-50A传感器
• 0-400A电流传感器
• 0至> 1000A场传感器

的目前的传感器创新还突出了不同产品系列的好处。

在调试杂散磁场时，通过检查设备具体数据表上的功能框图，查看传感器是单厅技术还是双厅技术。

单堂和流浪领域：

由于Allegro电流传感器使用霍尔效应来测量电流，任何在被测量电流之外的霍尔元件上看到的额外磁场都会影响传感器的输出。这些附加的磁场一般称为杂散磁场或共同磁场。杂散磁场最常见的原因是在电流传感器附近存在高电流迹线或导线。为了近似地计算由带电流导线引起的误差，将导线的磁场模拟成无限大的导线B =μ*（I /（2π×D））．

B为高斯(G)中的磁场，μ.G中自由空间的磁导率等于多少4π* 0.001，我电流的单位是安培吗d为线从导线上一点到垂直于导线的霍尔元件的距离，单位为米。一旦磁场已知，乘以磁耦合因子[G/A](大多数数据表中都提供了)，就会产生绝对误差，以安培为单位。一旦估计了误差，就可以通过去除产生杂散场的导线或轨迹并重新测试传感器输出来进行测试。另一种解决方法是，如果痕迹或电线不能被移开，则将传感器从电路板上拉下来，并将电路板上的部分从疑似携带电流的电线上连接起来。最后，可以通过在传感器周围放置铁质材料来屏蔽杂散场。

这应用注释更详细地描述了磁场干扰和屏蔽的影响。

双厅和流浪领域：

Allegro还提供了双霍尔元素的传感器，以减轻杂散场错误。两个霍尔元素差别使用并放置在电流回路的相对侧面上。这允许除去常见的磁场，允许输出电压显着不受公共场的影响。虽然双霍尔元素最小化了杂散场误差，但它们并不完全消除流场引起的错误的潜力。在调试双霍尔传感器时，也可以使用前段中相同的测试/缓解技术。

这应用注释更详细地解释了当使用双霍尔元件传感器时，如何估计和减轻共同磁场。

Allegro为大多数Allegro电流传感器提供LTSPICE模型。以下链接将下载一个压缩文件夹与整个库的香料模型的Allegro电流传感器。阅读zip文件夹中的“ALLEGRO_ACS_LT_Guide.pdf”，了解如何开始以及如何在LTSpice中使用Allegro部件的详细步骤。

这请注意给出一个概述，指导方针，和模拟结果设计与一个母线。

Allegro还提供了一个在线交互建模l帮助设计无核心解决方案的总线排。

这请注意提供了设计与Allegro现场传感器配对的核心/集中器的概述和指南。

下面是一个检查列表，以核实正确输出的Allegro电流传感器:

• 输入电压高于最小和低于数据表中指定的最大值吗？调整输入电压以匹配数据表中的典型VCC值。
• 当前输入是否与数据表上的典型匹配?如果电流低于预期，则输入电源和传感器之间可能存在开路。如果电流高于预期，则可能在输入电流上有其他东西，从而阻止设备正常偏置。确认与零件的供应连接。
• 当设备正确偏置，但没有施加电流时，设备的输出是什么?确保在这种状态下，设备输出与零电流输出电压(V_{IOUT (Q)}）在数据表中指定的）。如果这不匹配，请测量从输出到地面的电阻，并确保没有任何拉动输出低。另外尝试将传感器转发或用另一部分替换，以查看问题是否仍然存在。这将验证问题是否是零班或应用程序。
• 如果V._{IOUT (Q)}是正常的，是数据表规范内设备的灵敏度吗？快速测试灵敏度，应用0 A和测量v_IOUT.，然后施加一个已知电流，重新测量V_IOUT.．这两点的斜率是MV / A中的灵敏度。要解决灵敏度的问题，请确保所感测的电流路径的电阻是通过用欧姆计测量来预期的。焊接故障或杂散迹线可能通过测量和引入误差的导体降低电阻。

其他潜在问题包括噪音(请参阅常见问题解答的噪声部分)及杂散磁场(请参阅FAQ中的“设计支持yabo亚博网站”部分）。

基本上，只需通过集成电流传感器而不是通过外部分流器将电流跟踪路由，可以通过集成的霍尔效应传感器更换每个分流廊。对于集成的霍尔效应传感器可能不实用的一些分流解决方案包括超低电流分辨率（在UA的）或超高速（> 1MHz）。

从分流解决方案切换到集成霍尔效应解决方案的主要好处是增加了隔离，减少了布局尺寸，并降低了设计复杂性。如果不使用需要外部隔离电路的隔离放大器，大多数分流解决方案不能超过100 V共模电压。与霍尔效应电流传感器相比，霍尔效应电流传感器提供了从电流路径到信号引脚的固有隔离。切换到霍尔效应传感器也消除了外部分流和输入滤波的需要。这降低了布局空间和设计复杂性。

在一个系统中测量电流有很多方法，但下表突出并比较了主要的电流传感方案:

位于快速的客户门户是用于Allegro客户可编程传感器的程序员gui / dll。除了针对客户可编程设备的编程软件，Allegro客户门户网站还提供有用的设计工具，包括用户指南和交互设计工具。

的ASEK20是一种用于编程和评估客户可编程的Allegro电流传感器(ASEK20可用于角度位置、线性位置和数字位置传感器)的设备。ASEK20与设备特定的子板(从ASEK20单独提供)结合使用。ASEK20是一款台式验证和编程工具，有助于描述和理解Allegro电流传感器的性能。ASEK20在校准现场的Allegro电流传感器方面也很有用。设备特定的软件应用程序可以找到亚博尊贵会员快板的软件门户．

可与ASEK20配套使用的客户可编程Allegro电流传感器:

1. ACS70310
2. ACS70311
3. ACS71020
4. ACS37800
5. A1363
6. A1365
7. A1367