电流传感器磁场干扰管理
发布日期:2023-10-21
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本文介绍 Allegro 的 ACS71x 电流传感器集成电路 (IC)，无需集中器，可控制并地减少外部磁场干扰。这些器件可以通过简单的布局步骤提高小电流差异化的性能。
ACS71x 设备中的当前路径。电流沿任一方向通过 U 形环路并绕过霍尔元件 (X)。U 形环安装在 SOIC8 封装中的芯片下方。
ACS71x 系列基于霍尔效应的电流传感器 IC 通过感测电流经过霍尔元件附近时产生的磁场来测量电流（见图 1）。它们直接测量该磁场，无需使用磁集中器，而磁集中器是其他磁性设备的常见功能（例如，用于 ACS75x 系列电流传感器 IC 的 Allegro MicroSystems CA 和 CB 封装）。
没有集中器的优点是几乎消除了作为 IC 误差源的磁滞现象。然而，这也使得 ACS71x 设备对外部磁场的屏蔽能力较差，外部磁场可能会导致电流测量失真。在可能存在大磁场的应用中，必须注意霍尔元件相对于这些磁场的对准和间距。在某些情况下也可能需要屏蔽设备。
U 型环和霍尔元件。流经 U 形回路的电流在与其路径正交的平面中产生磁力线。垂直于霍尔元件平面的磁通可以产生霍尔电压。
磁通线在与流过导体的电流方向正交的平面中围绕导体形成圆圈。霍尔元件仅响应垂直于其表面的磁通分量，并且仅容易受到该方向上的磁场的影响。如图2所示，虽然初级电流IP的路径与霍尔元件在同一平面内，但流过U形回路的电流产生的磁通矢量垂直于霍尔元件平面。那些与霍尔元件相交的元件会在其两端感应出一个电压，然后该电压被放大并用于生成输出电压。
相邻传导垂直于霍尔元件平面。垂直于电流产生的磁通线平行于霍尔平面，并且不产生霍尔电压。
如果可能的话，器件附近的高电流导体应垂直于安装器件封装的电路板上的平面。如图 3 所示。通过这种排列，磁通量将在霍尔元件的平面内循环而不是穿过它，并且对霍尔 IC 的输出几乎没有影响。
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