由于其至關(guān)重要的性質(zhì)，電源在電子產(chǎn)品中無(wú)處不在，因?yàn)樵谀芰客ㄟ^(guò)電路之前什么都不會(huì)發(fā)生。功率密度、能源效率和可靠運(yùn)行都是現(xiàn)代電子產(chǎn)品中需要考慮的關(guān)鍵因素。這些問(wèn)題以及解決方案尺寸和系統(tǒng)熱管理等重要相關(guān)方面，促使開(kāi)發(fā)人員在許多領(lǐng)域提高電源系統(tǒng)性能。

人們非常關(guān)注核心技術(shù)、下一代電源拓?fù)?、先進(jìn)的軟件定義電子技術(shù)以及寬帶隙半導(dǎo)體等先進(jìn)材料的開(kāi)發(fā)。從使用人工智能到電源轉(zhuǎn)換和管理，為了更準(zhǔn)確地驅(qū)動(dòng)各種應(yīng)用中的電源開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)人員正在創(chuàng)建突破理論上可能的電源系統(tǒng)。

沒(méi)有反饋就沒(méi)有精度

工程學(xué)的一個(gè)美妙之處在于，任何給定的問(wèn)題都有多種解決方案，有時(shí)它可能不是最新的最閃亮的技術(shù)。在電力系統(tǒng)性能方面，改善運(yùn)行的一個(gè)經(jīng)常被忽視的方法是更好的性能監(jiān)控。沒(méi)有反饋就沒(méi)有精度，您對(duì)電路性能了解得越多，就越能優(yōu)化它。

改進(jìn)系統(tǒng)監(jiān)督的最大優(yōu)勢(shì)之一是它利用了系統(tǒng)中的所有內(nèi)容，因?yàn)樗c技術(shù)無(wú)關(guān)。您可以在最新的電路設(shè)計(jì)中擁有最好的半導(dǎo)體，由最先進(jìn)的軟件驅(qū)動(dòng)，改進(jìn)的性能測(cè)量將為您提供更好的性能。更多地了解任何給定電路的性能并沒(méi)有什么壞處。您擁有的信息越準(zhǔn)確，您的系統(tǒng)就越精確。

在高性能計(jì)算系統(tǒng)中，電源是基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵部分。監(jiān)視電源的方式可以優(yōu)化性能、管理處理器工作負(fù)載，并且通常使系統(tǒng)更具成本效益。測(cè)量流入系統(tǒng)的電流可以告訴您它是否以最佳水平運(yùn)行，以及是否可以將更多計(jì)算或工作負(fù)載加載到處理器上。此外，精確的電流檢測(cè)提高了盈利能力，因?yàn)槟梢愿鶕?jù)實(shí)際使用的計(jì)算能力更準(zhǔn)確地向客戶計(jì)費(fèi)。

電流檢測(cè)

電流檢測(cè)是獲得精確性能反饋的重要方法，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的功率流來(lái)深入了解系統(tǒng)的運(yùn)行方式。實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)頻率的動(dòng)態(tài)控制以最大限度地降低損耗、準(zhǔn)確快速的電流測(cè)量也是降低零電流和零電壓開(kāi)關(guān)系統(tǒng)損耗的關(guān)鍵。

AMR 技術(shù)

各向異性磁阻 （AMR） 隔離電流傳感器（如 ACIENNA 的傳感器）在小型封裝中提供高精度和帶寬，是嵌入式設(shè)備?；?AMR 的電流傳感器由 NiFe 薄膜制成，對(duì)磁場(chǎng)具有非常高的靈敏度和高帶寬響應(yīng)，性能優(yōu)于檢測(cè)電阻器、霍爾效應(yīng)器件和電流互感器。

與傳統(tǒng)方法相比，基于AMR的傳感器的結(jié)構(gòu)非常適合需要隔離的應(yīng)用。例如，分流電阻可以測(cè)量其兩端的壓降，但本質(zhì)上不是隔離的。添加隔離需要額外的組件，從而增加成本、解決方案大小和相關(guān)開(kāi)發(fā)問(wèn)題。隔離在電子系統(tǒng)中非常重要，特別是在需要高精度和精密度的應(yīng)用中，因?yàn)殡娐分械脑肼暫透蓴_量直接影響性能。

使用電流互感器會(huì)導(dǎo)致解決方案占用空間龐大，并且在緊湊設(shè)計(jì)中，變壓器的重量可能是一個(gè)問(wèn)題。此外，變壓器僅在交流電路中工作，并具有飽和效應(yīng)，其中變壓器的線性度受到干擾，導(dǎo)致磁芯削波和溫度升高。您可以將霍爾效應(yīng)傳感器放入并用它來(lái)測(cè)量通過(guò)導(dǎo)線的電流，但它容易受到外部磁場(chǎng)的影響，并且會(huì)受到溫度和應(yīng)力的影響，這可能會(huì)改變輸出。電源設(shè)計(jì)中使用的傳感器類型會(huì)影響其最終配置的成本、尺寸和有效性。

ACEINNA的AMR技術(shù)是一種緊湊的單芯片解決方案，使用絕緣基板，具有4.8KV隔離，與分流電阻器相比，除了去耦電容器外，不需要額外的元件。與變壓器相比，除了尺寸優(yōu)勢(shì)之外，AMR技術(shù)還可以響應(yīng)直流和交流雙向電流。與基于霍爾效應(yīng)的解決方案相比，AMR 技術(shù)提供 1.5 兆赫茲的帶寬、更低的偏移和噪聲，從而實(shí)現(xiàn)更高的精度和更低的相移。

工作

原理 ACIENNA 傳感器有四個(gè)引腳，用于接收電流，在同一側(cè)，另外四個(gè)引腳提供輸出。當(dāng)電流流過(guò)引線框架時(shí)，它會(huì)流過(guò) U 形彎頭。當(dāng)電流流過(guò)引線框架中的彎頭時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)要測(cè)量的磁場(chǎng)。當(dāng)電流反轉(zhuǎn)時(shí)，它有一個(gè)反轉(zhuǎn)場(chǎng)。器件中的兩個(gè)獨(dú)立的AMR電流傳感器從兩個(gè)電流方向測(cè)量磁場(chǎng)，這也抵消了任何外部磁場(chǎng)和偏移。

AMR傳感器的雙傳感器配置使其僅對(duì)硅中的水平場(chǎng)敏感，能夠忽略垂直于電流的外部場(chǎng)。對(duì)于霍爾效應(yīng)傳感器，它們還可以感測(cè)垂直于硅的場(chǎng)。基于 AMR 的傳感器對(duì)雜散磁場(chǎng)的抵抗力為開(kāi)發(fā)人員在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和元件放置方面提供了更大的靈活性。

除了高精度和帶寬外，ACIENNA AMR傳感器的雙傳感器結(jié)構(gòu)，其材料和高集成度也提供了快速的輸出階躍響應(yīng)，這是傳感器對(duì)磁場(chǎng)變化做出快速反應(yīng)的能力。這種速度和精度的結(jié)合成功地減少了信號(hào)中的相位差以及緩慢和不準(zhǔn)確的測(cè)量可能產(chǎn)生的誤差。

AMR 傳感器特性

電源也是我們數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，尤其是在服務(wù)器和電信電源等應(yīng)用中。在這些系統(tǒng)中以及任何其他系統(tǒng)中，前端 AC-DC PFC 轉(zhuǎn)換器為 DC-DC 總線和負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器供電，AMR 傳感器是系統(tǒng)性能反饋的最佳選擇。沒(méi)有反饋就沒(méi)有準(zhǔn)確性，確切地了解系統(tǒng)的性能使您能夠正確管理它。

ACIENNA的MCx1101系列±5A、±20A和±50A電流傳感器，用于工業(yè)和電源應(yīng)用，例如，集成雙向電流傳感器，（在±20A時(shí)）典型精度為±0.6 perent，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的失調(diào)為±60mA，或FSR（最大值）的±0.3%。這種精度水平可以在任何給定系統(tǒng)中進(jìn)行精確調(diào)整，以盡可能最大限度地提高性能。

基于AMR的集成單芯片解決方案還具有降低的失調(diào)電壓，即實(shí)際輸出與指定值之間的差異，這會(huì)影響測(cè)量精度。該傳感器的AMR技術(shù)和高集成度可降低噪聲，從而影響任何設(shè)備的精度。高水平的精度可以更好地優(yōu)化給定處理器的使用方式，特別是在基于 AI 和基于云的應(yīng)用程序中，為性能監(jiān)控提供功率跟蹤。

應(yīng)用程序優(yōu)勢(shì)

了解每個(gè)服務(wù)器在系統(tǒng)中使用的能量有助于確定系統(tǒng)中是否仍有空間進(jìn)行更多的數(shù)字處理，或者它是否已經(jīng)處于限制狀態(tài)。了解您的電源消耗方式還可以讓您根據(jù)使用的處理器時(shí)間或處理能力向客戶收費(fèi)。

許多其他應(yīng)用都可以從AMR電流檢測(cè)中受益，特別是那些使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和逆變器的應(yīng)用。逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在操作上相似，所服務(wù)負(fù)載的性質(zhì)不同，因此它們也可以同樣受益于更好的電流監(jiān)控。不間斷電源 （UPS） 還可以從前置 AC-DC 轉(zhuǎn)換器到最后級(jí) DC-AC 逆變器，以及電池管理電路和 UPS 連接到電網(wǎng)的位置的每個(gè)子系統(tǒng)中受益。

輸出側(cè)的AMR電流傳感器使逆變器或UPS系統(tǒng)能夠合成正弦波以連接到電網(wǎng)。在功率因數(shù)校正（PFC）方面，在圖騰柱PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，AMR傳感器可以測(cè)量電流，以實(shí)現(xiàn)更好的控制和保護(hù)。

在電池管理中，它是關(guān)于充電和放電電流管理。此外，家用電器，尤其是帶電機(jī)的家用電器，如冰箱和洗碗機(jī)，也可以從中受益。

適當(dāng)?shù)?a target="_blank">電源管理

在電力、電機(jī)控制、逆變器、UPS和電動(dòng)汽車等應(yīng)用中，AMR傳感器通常是監(jiān)控解決方案提高性能的最佳選擇。這些動(dòng)態(tài)應(yīng)用需要快速、堅(jiān)固和準(zhǔn)確的功率測(cè)量，而AMR傳感器的結(jié)構(gòu)和材料提供了固有的高靈敏度、快速響應(yīng)和寬帶寬。這些屬性、隔離度、精度和性能使基于 AMR 的電流檢測(cè)解決方案成為下一代系統(tǒng)中高級(jí)電源管理的最佳選擇。

審核編輯：郭婷