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作為全球領(lǐng)先的半導體公司，英飛凌在傳感器領(lǐng)域也一直走在行業(yè)前列，擁有廣泛的傳感器產(chǎn)品組合。為了滿足工業(yè)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(shù)字SPI接口傳輸，可實現(xiàn)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(qū)動器的逆變器、汽車和工業(yè)電池充電器、服務器和照明應用的電源等領(lǐng)域。
根據(jù)英飛凌的市場調(diào)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(chǎn)品營銷經(jīng)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(wǎng)、照明以及電源等�！皩β市屎透咝У墓β兽D(zhuǎn)換的要求將與日俱增，智能電網(wǎng)和智能電表將改變我們發(fā)電、輸配電和使用電能的方式。在照明領(lǐng)域，將出現(xiàn)更高效的可控制智能照明系統(tǒng)�！盡ann指出。
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英飛凌科技股份公司汽車電子產(chǎn)品營銷經(jīng)理Juergen Mann
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此次英飛凌的高精度全數(shù)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(qū)動裝置以及控制節(jié)能LED照明裝置等應用而開發(fā)。Mann介紹此款產(chǎn)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�！癟LI4970基于英飛凌的霍爾效應技術(shù)，摒棄常規(guī)的場集中器，可避免滯后效應。同時采用雜散磁場抑制技術(shù)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(tǒng)的電流測量原則，精準度還會受到環(huán)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(jié)構(gòu)，因此無需依靠系統(tǒng)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(jīng)常確保有效補償，而這正是實現(xiàn)長期測量穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。”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(xù)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(yōu)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(fā)生外部短路的情況下，會出現(xiàn)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(qū)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(fā)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(xù)的過濾操作進行編程，調(diào)節(jié)范圍為3~90A，步長為3A，以對電流閥值進行微調(diào)，滿足系統(tǒng)應用需求�！�
在封裝方面TLI4970的尺寸也非常具有優(yōu)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(chǎn)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(chuàng)新的無芯化設計�！霸谄嚭凸I(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)在很多產(chǎn)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(xiàn)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(zhàn)，”他表示，“TLI4970內(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)品。”
除了微型化，還提到了電流傳感器的另一個發(fā)展趨勢——數(shù)字化。Mann表示，現(xiàn)在的電流傳感器都是模擬形式的，最終控制都會將它數(shù)字化。TLI4970采用了數(shù)字化技術(shù)，無需外部校準或額外部件如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、光耦合器或基準電壓。因此，它大大減輕了總開發(fā)工作量，節(jié)省了電路板空間和成本�！拔覀儠X得如果去把一個數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號僅僅是為了適應傳統(tǒng)的需求是沒有意義的，所以我認為數(shù)字化肯定是一個趨勢�！�
最后Mann強調(diào)，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(lǐng)域外，也已經(jīng)可以滿足一些電動車輛及工業(yè)驅(qū)動的需求�！拔覀冞�在計劃其他電流等級的產(chǎn)品，會在后續(xù)逐步推出。接下來的產(chǎn)品規(guī)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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