磁传感器

安全操作区域

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大家好、欢迎观看 TI 高精度实验室磁电流传感器系列视频。我叫 Holly Roper、是电流检测产品线的应用工程师。在本视频中、我们将讨论我们磁电流检测器件的安全工作区、它是什么、影响它的因素以及如何理解数据表中的图表。 SOA 表示安全工作区。通常、安全工作区定义了器件能够处理多少电流以及在不对引线框或芯片造成损坏的情况下能处理多长时间。我们的 IN 封装霍尔效应电流传感器可能有大量电流流过引线框、从而导致引线框和芯片发热。这种效应是焦耳发热引起的、其中电能通过流过导体的电流转换为热能。以热量形式耗散的功率等于电流的 RMS 值平方乘以引线框的电阻。安全工作区定义了器件在裸片温度超过数据表中列出的绝对最大规格之前可以处理的电流大小。安全工作区在很大程度上取决于PCB的热环境和设计。需要注意的是、数据表中显示的 SOA 曲线是使用我们器件的评估模块创建的。 PCB 用作器件的主要散热器。因此、铜的重量。电路板上的层数、输入引脚的面积、铜平面以及过孔的数量都会影响器件的热性能。但是、对于短脉冲、器件没有时间将热量传递到 PCB。因此、短电流脉冲 SOA 曲线与 PCB 设计无关。 TI 发布了一份应用手册、其中分析了能够为给定器件实现更高电流电平的最佳布局实践。环境温度在器件的 SOA 中发挥着重要作用。结温由环境温度和焦耳加热之和定义、焦耳加热之前定义为引线框中因 I 平方R 损耗而耗散的热量。因此、随着环境温度升高、器件在达到其最大结温之前可以承受的焦耳热量会降低。换句话说、随着环境温度升高、该器件可以处理更少的电流。现在我们将查看数据表中的一些 SOA 曲线并说明如何阅读这些曲线。我们将查看的第一个图是最大持续电流与环境温度间的关系。可以流过引线框的连续电流量在很大程度上取决于环境温度。之前已经表明、结温是环境温度和焦耳发热的函数。从图中可以看出、在 25 °C 下、 TMCS 1123 可以处理大约 80 安培的电流。但是、随着环境温度升高、器件在过热之前可以处理的电流量会降低。我们可以看到、在 125 °C 下、器件能够处理的最大电流降至 40 安培 RMS 以下。我们将查看的下一张图是重复的脉冲电流图。在此测试中、在具有不同占空比的高电流和无电流之间施加脉冲电流。被标记为 Current Pulse Duration 的 x 轴指定这些脉冲的周期、从 1 毫秒一直到 10 秒。此处显示了具有 10 毫秒周期和 10% 占空比的脉冲的电流脉冲示例。电流导通 1 毫秒、关断 9 毫秒。数据表包含多条此类重复脉冲曲线、每条曲线都显示了在不同环境温度下的测试结果。在示例中、我们可以看到、对于在十毫秒周期内占空比为10%的脉冲、 TMCS 1123 可以在 25 °C 上处理大约 230 安培的电流。最后一个 SOA 图是单粒子电流图。此图表显示了引线框电阻变化之前器件可以处理的最大电流。与所有 SOA 图一样、超出此处所述的限值可能会对器件造成永久损坏。在此示例中、我们可以看到 TMCS 1123 在 125 °C 下能够在 100 毫秒内处理大约 210A 的电流、然后才会发生损坏。我们还可以在该图中看到、由于焦耳发热、如果环境温度较低、该器件可以处理更大的电流。谢谢观看。有关霍尔效应电流传感器的更多信息和视频、请访问。 TI.com。 TMCs.