隔离电流传感器技术在车辆设计中变得越来越重要。电流感应已经是汽车设计的一个关键部分，从简单的基于电阻的测量到更先进的传感器，用于分析燃油喷射系统的行为
。随着电气化的兴起，电流传感器技术将扮演更加重要的角色，适应这些新型车辆的特定要求
。

　　伴随着电动汽车演变的一个主要设计变化是准确检测高压子系统中的电流
，并保护解释和处理这些信号的先进控制器
。高压领域的电流传感器在许多位置都是必需的
，从快速电池充电电路到加热单元。

　　高压电流感应应用

　　电池管理系统(BMS)是准确电流感应的一个最重要的目标。电池对过充电非常敏感，而向800V高压快速充电的趋势使这种测量变得更加关键。通过监测电流信息，BMS可以准确感知电池估算，检测和诊断故障，并确保充电安全完成
。

　　在电动汽车电机控制单元中，通过电流水平变化提供的反馈可以准确确定实时功率和扭矩，为算法提供所需信息，以确定何时最好切换向电机提供能量的功率晶体管
。由于电机和相关功率晶体管将以400V甚至更高的电压运行
，以利用效率提升
，送到控制器的电流传感器信号必须受到浪涌和尖峰的保护

。

　　电流传感器在车载充电器(OBC)和相关的功率因数校正(PFC)电路中起着至关重要的作用，以确保电动汽车符合连接高压大电流负载到公共电网的规定
。在OBC中
，传感器通常需要测量交流输入电流以及在转换电路和输出中的电流
，以确认充电器是否正确地向系统其余部分提供交流电
，并以正确的水平向电池组提供直流电。为了确保管理这些系统的微控制器的安全运行
，高压子系统中的电流传感器需要隔离。

　　交流和直流选项

　　除了考虑精度和隔离等属性外，确定使用哪种电流传感器技术的另一个重要因素是电路是使用交流还是直流操作
。尽管电池的输入和输出将基于直流，但电机控制器、电动空调和类似系统通常将在交流上运行。

　　对于直流，使用基于分流的电流传感器
，这些传感器使用高电阻元件从通过它们的电流生成电压信号。这些传感器可以提供高精度和强电磁干扰保护。然而，它们的输出需要外部隔离，因为尽管它们具有高电阻
，但它们为电流从高压子系统到控制电子设备提供了直接路径。

　　尽管磁阻传感器现在开始出现，使用与磁存储器和硬盘驱动器磁头相似的技术，但在交流或直流电路中使用的传感器的核心技术是霍尔效应
。传统的霍尔效应传感器模块将磁芯包裹在接口导体周围。这个磁芯包围了导体，除了一个小的气隙，在这个气隙中放置了霍尔传感器元件
。

　　通过磁芯的电流产生一个磁场，从而产生一个电场。这个电场被放置在气隙中的霍尔元件检测到，产生与场强成正比的输出电压
。这个电压信号与通过主导体的电流有线性关系。尽管霍尔效应模块与主导体隔离，这种设计在电力分配系统中广泛使用

，但它的缺点是相对较大。然而，它是一种可以安全测量高达2000A电流的设计。

　　集成霍尔效应传感器

　　使用霍尔效应的集成电路电流传感器具有更小且更容易部署在印刷电路板上的优点
。这种类型的霍尔传感器不使用单独的磁芯。相反，电流测量是通过感应流过穿过芯片封装的主导体的电流所产生的磁场来进行的
。

　　由于集成设备的较小尺寸和封装限制，与模块式传感器相比
，集成传感器能够测量的最大电流水平较低。造成这一限制的主要原因是传感器内的导电路径对电流流动产生的电阻
，这会导致自加热。然而，制造商已经成功地限制了这种效应。

　　集成霍尔效应电流传感器通常适用于车载充电系统、加热系统和一些电机中的交流/直流转换器和逆变器。尽管它们的整体隔离性能与模块不同
，因为在主导体和传感元件之间有一个绝缘屏障
，集成霍尔效应电流传感器将满足高隔离要求。

　　一种潜在的问题是直接感应
，强大的外部磁场会扭曲信号，这在靠近电动机的复杂磁环境中可能是个问题
。解决此问题的一种方法是差分使用两个霍尔效应元件。这种配置可以消除任何共模磁场的影响。

利发国际科技专注功率器件领域，为客户提供IGBT
、IPM模块等功率器件以及MCU和触控芯片
，是一家拥有核心技术的电子元器件供应商和解决方案商。