摘要

本應(yīng)用注釋介紹 Allegro MicroSystems 新型大電流 ACS772 霍爾效應(yīng)電流傳感器集成電路（IC）的使用，并概述其特性以及針對先前 Allegro 大電流傳感器的改進(jìn)。

介紹

ACS772 是 Allegro MicroSystems 長期生產(chǎn)的一系列大電流測量器件中的最新產(chǎn)品。ACS772 采用 Allegro 專有的 CB 封裝，具有超高功率密度、高浪涌電流容量，并具有廠家編程選項(xiàng)，感應(yīng)電流范圍 50 - 250 A。CB 封裝可以是通孔直接焊接到印刷電路板（PCB）上，并且該器件具有很高隔離度，無需使用光耦合器等昂貴的隔離技術(shù)。

ACS772 增強(qiáng)帶寬 200 kHz，比其前身 ACS770 高出約 80 kHz。ACS772 不僅能更快地響應(yīng)電流瞬變，而且通過專有補(bǔ)償技術(shù)，它還具有更高的精度和最小的壽命漂移。由于采用相同的引腳排列和器件操作方式，ACS772 可以直接插入替代 ACS770 和 ACS758 插座。

CB 封裝和隔離

CB 封裝的內(nèi)部配備鐵磁體集中器，將來自載流跡線的場引導(dǎo)到霍爾元件的敏感平面中。圖 1 表示組成 CB 封裝的不同組件。穿過引腳框的電流產(chǎn)生磁場，由集中器器引導(dǎo)到 IC。信號引腳從包覆成型封裝伸出，以連接外部電路。

圖 1：CB 封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)

霍爾效應(yīng)電流傳感器的本質(zhì)決定了器件具備固有的隔離特性，這是因?yàn)檩d流引腳框架不需要以電氣方式連接 IC。封裝內(nèi)的塑料成型化合物還使 IC 和引腳框的信號引腳絕緣。CB 封裝已通過 UL 規(guī)范 60950-1 認(rèn)證，如相關(guān)數(shù)據(jù)表中所示，額定值為 4800 VRMS60 秒。

總輸出誤差與生命周期漂移

在可能的情況下，在應(yīng)用內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)可能成本高昂，并且僅限于客戶的線端生產(chǎn)系統(tǒng)。為此，Allegro 設(shè)計(jì)出 ACS772，它具有迄今為止所有
CB 電流傳感器的最低壽命漂移。為了實(shí)現(xiàn) ACS772 的最小壽命漂移，我們設(shè)計(jì)了指定總輸出誤差漂移的新方法。ACS772指定了包括壽命漂移的總輸出
誤差，因此無需為標(biāo)稱誤差指定添加漂移值。

ACS772 在室溫下的總輸出誤差降低 0.9％，并且壽命漂移比 ACS770 低約 2％。表 1 比較了 ACS772 和 ACS770
總輸出誤差壽命值。值得注意的是，數(shù)據(jù)表中沒有以這種方式指定 ACS770；為了便于比較，已對較新的規(guī)格進(jìn)行了轉(zhuǎn)換。

表 1：ACS770 和 ACS772 總誤差規(guī)格

溫度額定值

Allegro 電流傳感器 IC 的最高結(jié)溫 (TJ(MAX)) 為 165°C，所有 ACS772 器件均在 150°C 的環(huán)境溫度 (TA) 下進(jìn)行測試。只要不違反最高結(jié)溫規(guī)格，器件就可以在最高環(huán)境溫度下安全工作。對于持續(xù)高電流應(yīng)用中的器件，TA值會(huì)降級，因?yàn)轭A(yù)計(jì)阻性加熱會(huì)使內(nèi)部溫度接近最大結(jié)溫。如表 2 所述，這些溫度代碼直接出現(xiàn)在設(shè)備編號后面的部件名稱中：ACS772LCB-050B-PFF-T.

表 2：Allegro 溫度代碼

電源電壓等級

Allegro 對 ACS772 進(jìn)行了優(yōu)化，并在生產(chǎn)中進(jìn)行編程，工作電壓為 5 V。ACS773 采用與 3.3 V 電源軌相同的方式進(jìn)行優(yōu)化。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱 Allegro 網(wǎng)站的器件數(shù)據(jù)表。

ACS772 和 ACS773 系列擁有針對 5 V 和 3.3 V 電源優(yōu)化的器件，可替代Allegro 的任何老款器件，包括 ACS758、ACS759 和 ACS770。

欠壓鎖定

欠壓鎖定（UVLO）可防止 ACS772 在其優(yōu)化電壓范圍之外工作；它還為系統(tǒng)提供有關(guān)電源電壓降的診斷能力。為了使 ACS772 和 ACS770 正確加電，電壓必須超過鎖定閾值（VUVLOH)）并在預(yù)定時(shí)間（(tUVLOD）內(nèi)保持在該電平之上。如果器件未正確供電，輸出將保持接地。此外，如果電源電壓低于另一個(gè)閾值（VUVLOL）足夠長（tUVLOE），輸出將接地，并且器件必須重新供電。0 V 輸出電壓超出器件的預(yù)期范圍，可能表示傳感器在電源電壓規(guī)格之外工作。這是針對 5 V 器件（ACS772）。

而 3.3 V ACS773 具有加電重置（POR）功能。這主要以相同的方式起作用，但在低于下限時(shí)沒有計(jì)時(shí)器。器件立即關(guān)閉并進(jìn)入高阻態(tài)。

成比例

ACS772/3 的比例輸出根據(jù)電源電壓的變化進(jìn)行調(diào)整。由于 VCC的變化，基于與電流傳感器 IC 相同電源電壓的 ADC 應(yīng)用具有更小的測量誤差。ACS758、ACS770 和 ACS772 的整個(gè)高電流產(chǎn)品系列，具有可提供這種增強(qiáng)性能的比例輸出。

帶寬和響應(yīng)時(shí)間

與之前型號的 120 kHz 帶寬相比，ACS772/3 的帶寬增加到 200 kHz。這允許器件更快地響應(yīng)電流瞬變，這在圖 2 中突出顯示，而響應(yīng)時(shí)間參數(shù)的確切值在表 3 中進(jìn)行比較。

圖 2：ACS770 和 ACS772 的階躍響應(yīng)

表 3：響應(yīng)時(shí)間比較

噪聲性能

可以預(yù)期，更高的帶寬需要更高的噪聲，但 ACS772 不僅具有更高的帶寬，而且還具有與 ACS770 類似的噪聲性能。下面表 4 比較了典型的噪聲值，并計(jì)算了 ACS772 的 200 kHz 和 120 kHz 濾波操作。

表 4：噪聲比較

[1] 過濾后與較低帶寬的 ACS770 和 ACS758 器件進(jìn)行比較。

圖 3 非常明顯的展示每個(gè)器件的噪聲，其中對噪聲密度進(jìn)行了比較。所有這些器件的額定值都是 150A，并具有相同增益 13.33mV / A。

圖 3：ACS758、ACS770 和 ACS772 噪聲比較

結(jié)論

采用 CB 封裝的 Allegro 下一代 ACS772 和 ACS773 器件可在整個(gè)使用壽命內(nèi)在較寬的工作溫度范圍內(nèi)，提供更快的響應(yīng)時(shí)間和更高的精度。這些傳感器非常適合需要下一代改進(jìn)的應(yīng)用，并提供各種電流范圍和電源電壓，以滿足任何應(yīng)用需求。完全相同的封裝和操作使 ACS772 和 ACS773 可以直接替代 Allegro ACS758、ACS759 和 ACS770 器件。

意瑞半導(dǎo)體即將推出ACS772的國產(chǎn)替代產(chǎn)品CH708，敬請期待

審核編輯：湯梓紅