本技術(shù)文檔是有關(guān)混合電動(dòng)汽車（HEV）動(dòng)力系統(tǒng)如何工作的應(yīng)用說明，包括這些系統(tǒng)的概述，原理和操作。該文檔還介紹了HEV應(yīng)用中使用的霍爾效應(yīng)電流傳感器，并解釋了霍爾效應(yīng)電流傳感技術(shù)如何提高HEV電力系統(tǒng)的性能和成本效益。

介紹

由于化石燃料價(jià)格上漲以及對環(huán)境健康的日益關(guān)注，消費(fèi)者正在使用環(huán)保的“綠色汽車”。銷售預(yù)測預(yù)測，到2015年，綠色汽車的銷量將占所有汽車銷量的20％至25％。[1]混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）迅速成為最受歡迎的綠色汽車，到2015年，預(yù)計(jì)將占全球汽車銷量的大約12％。[1]混合動(dòng)力電動(dòng)車輛采用復(fù)雜的功率電子電路來控制通過車輛的電能流。在單個(gè)電動(dòng)機(jī)HEV（參見圖1）中，電動(dòng)機(jī)充當(dāng)與內(nèi)燃機(jī)并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，或充當(dāng)發(fā)電機(jī)在再生制動(dòng)期間為電池充電。

圖1典型的HEV系統(tǒng)框圖

典型的混合動(dòng)力汽車包含各種系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要電流傳感器以實(shí)現(xiàn)最大效率的運(yùn)行。包括AC電動(dòng)機(jī)和DC-DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。本文重點(diǎn)介紹霍爾效應(yīng)電流傳感器技術(shù)的最新進(jìn)展以及在HEV應(yīng)用中獨(dú)特，高帶寬，高分辨率的電流傳感器的使用。

混合動(dòng)力汽車動(dòng)力循環(huán)

如圖1所示，在HEV動(dòng)力循環(huán)中，主電池電壓被反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的交流電壓被施加到電動(dòng)機(jī)上，電動(dòng)機(jī)繼而驅(qū)動(dòng)車輪。在再生制動(dòng)期間，交流電動(dòng)機(jī)也用作發(fā)電機(jī)。當(dāng)再生系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出將被整流并轉(zhuǎn)換為對HEV電池充電所需的DC電壓，從而完成電源循環(huán)。如果混合動(dòng)力汽車是插電式汽車，那么線路電壓也可以被整流并用于給電池充電。

再生制動(dòng)過程是提高混合動(dòng)力汽車燃油效率的主要推動(dòng)力，因?yàn)橥ǔ?huì)以熱能形式浪費(fèi)的制動(dòng)能量被部分回收并用于給主電池充電。為了給汽車中的低壓信息娛樂和車身控制子系統(tǒng)供電，通常使用DC-DC轉(zhuǎn)換器將混合電池電壓（通常從300 V降低到500 V）降低到較低的DC電壓。

霍爾效應(yīng)電流感測的革命

當(dāng)在電流感測應(yīng)用中使用時(shí)，常規(guī)霍爾效應(yīng)傳感器的一個(gè)缺點(diǎn)是精度和輸出信號帶寬方面的一般限制。但是，Allegro已經(jīng)開發(fā)了廣泛的霍爾效應(yīng)電流傳感器集成電路（IC）系列，非常適合HEV應(yīng)用。這些行業(yè)領(lǐng)先的Allegro電流傳感器IC的功能和優(yōu)勢包括：

• 信號處理和封裝設(shè)計(jì)創(chuàng)新可實(shí)現(xiàn)> 120 kHz的輸出帶寬
• 市場上最高的電流分辨率，最低的噪聲頻譜密度霍爾傳感器IC
• 專有的小尺寸傳感器IC封裝，帶電隔離
• 降低功耗：通孔兼容和低電阻集成導(dǎo)體封裝
• 傳感器IC增益和失調(diào)的精確工廠編程

圖2描繪了Allegro電流傳感器IC系列中廣泛的專有封裝配置，并顯示了可以使用每種封裝類型感測到的電流大小。

圖2 Allegro電流傳感器封裝

逆變器應(yīng)用中的電流感應(yīng)

典型逆變器中的三相全橋驅(qū)動(dòng)器將直流電池電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)電機(jī)有效運(yùn)行所需的三相交流電壓。測量逆變器相電流，所得信息通常用于控制脈寬調(diào)制（PWM）逆變器開關(guān)（通常為IGBT）。逆變器控制回路需要高帶寬電流傳感器以提高精度，并最大程度地提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)整體效率。具有快速響應(yīng)時(shí)間的高端電流傳感器還可以在從電動(dòng)機(jī)相到系統(tǒng)接地節(jié)點(diǎn)的短路情況下提供過流保護(hù)。Allegro A1360霍爾線性器件是為滿足HEV逆變器應(yīng)用的電壓隔離，大于200安培（A）的負(fù)載電流以及高帶寬要求而量身定制的。

編輯：hfy