抽象的

已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的線性電流霍爾效應(yīng)傳感器IC，以適應(yīng)混合電動(dòng)汽車（HEV）逆變器電流感測(cè)應(yīng)用的精度和帶寬要求。該器件采用專有的SIP封裝，并采用了下一代斬波器穩(wěn)定信號(hào)調(diào)理和濾波電路，二者結(jié)合在一起可提供高達(dá)120 kHz帶寬的低噪聲模擬輸出信號(hào)。通過(guò)引入專有的分段線性溫度補(bǔ)償，可以在業(yè)界領(lǐng)先的精度水平上實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該補(bǔ)償可以在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定零磁場(chǎng)偏移和輸出靈敏度，而不會(huì)影響高帶寬信號(hào)路徑。該器件非常適合使用需要高頻工作的核心配置的所有電流感測(cè)應(yīng)用。

介紹

典型的HEV逆變器中的全橋驅(qū)動(dòng)器將直流電池電壓轉(zhuǎn)換為三相交流電壓，以驅(qū)動(dòng)連接到傳動(dòng)系統(tǒng)的交流電動(dòng)機(jī)（見(jiàn)圖1）。

圖1典型的逆變器電路應(yīng)用

測(cè)量逆變器相電流，然后將所得信息用于控制脈沖寬度調(diào)制（PWM）逆變器開(kāi)關(guān)（通常為IGBT）。逆變器控制回路需要高精度的高帶寬電流傳感器IC，以最大程度地提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩和總體電機(jī)效率。具有快速響應(yīng)時(shí)間的高端電流傳感器IC還可以提供過(guò)電流保護(hù)。Allegro?A1366線性霍爾效應(yīng)傳感器IC旨在滿足HEV逆變器應(yīng)用的高帶寬，高精度要求。在這些應(yīng)用中，線性霍爾效應(yīng)傳感器IC通常放置在鐵磁“ C”形磁芯的間隙中，該磁芯圍繞電動(dòng)機(jī)中的每個(gè)逆變器相導(dǎo)體（見(jiàn)圖2）。隨著電流在導(dǎo)體中流動(dòng)，

圖2 A1366電流檢測(cè)配置

Allegro的專有設(shè)計(jì)功能使A1366成為在HEV逆變器，大電流電機(jī)控制或任何其他高頻，大電流應(yīng)用中使用的理想傳感器IC。這些功能包括特殊包裝，先進(jìn)的斬波器和過(guò)濾技術(shù)以及數(shù)字溫度補(bǔ)償算法。這些創(chuàng)新使業(yè)界領(lǐng)先的高精度120 kHz帶寬線性霍爾效應(yīng)傳感器IC成為可能，在HEV電流傳感器應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

本文將重點(diǎn)關(guān)注下一代封裝，IC設(shè)計(jì)創(chuàng)新及其對(duì)傳感器IC性能的影響。它還將包括有關(guān)核心設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)短應(yīng)用討論。

模擬信號(hào)路徑和帶寬

圖3顯示了A1366線性霍爾效應(yīng)傳感器IC的簡(jiǎn)化框圖。可以清楚地看到傳感器的模擬信號(hào)路徑。模擬輸出信號(hào)與電源電壓成比例，當(dāng)施加的磁場(chǎng)為零時(shí)，其標(biāo)稱值為VCC / 2。輸出將在正或??負(fù)方向上偏離VCC / 2，具體取決于圖2芯結(jié)構(gòu)中所施加磁場(chǎng)的極性或電流方向。

圖3 A1366框圖

霍爾元件傳感器產(chǎn)生一個(gè)小的信號(hào)，必須以高增益對(duì)其進(jìn)行放大。隨著環(huán)境溫度的變化，高放大倍數(shù)很難產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出信號(hào)。A1366的放大器設(shè)計(jì)可通過(guò)BiCMOS工藝實(shí)現(xiàn)，該工藝可結(jié)合數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)精確的放大器設(shè)計(jì)。增加的數(shù)字電路用于Allegro的工廠編程。增益和失調(diào)都可以在工作溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。此外，霍爾元件和放大器級(jí)均經(jīng)過(guò)斬波穩(wěn)定，以最小化溫度范圍內(nèi)的失調(diào)漂移。Allegro還開(kāi)發(fā)了專有的斬波穩(wěn)定和陷波濾波技術(shù)，盡管線性霍爾效應(yīng)傳感器IC需要大的信號(hào)增益，但仍可實(shí)現(xiàn)低噪聲輸出。實(shí)際上，降噪的世代改善幅度大于一個(gè)數(shù)量級(jí)。A1366代表Allegro生產(chǎn)的最高帶寬和最高分辨率的模擬輸出傳感器。在整個(gè)120 kHz帶寬下，六個(gè)sigma峰峰值噪聲約為6 mV。

A1366的模擬輸出響應(yīng)時(shí)間小于4μs，該速度足以保護(hù)IGBT器件免受過(guò)電流或短路事件的影響。在較低頻率的應(yīng)用中，可以對(duì)輸出進(jìn)行濾波以降低輸出上的噪聲并提高分辨率。高帶寬不僅可以通過(guò)模擬信號(hào)路徑設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，還可以通過(guò)單列直插式封裝（SIP）（稱為KT封裝）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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