Датчики тока MLX91208 от компании Melexis созданы с использованием технологии IMC-Hall®. Они представляют собой универсальное решение для самых разных приложений. Универсальность заключается в том, что MLX91208 можно применять для измерения токов в печатных проводниках, кабелях и в массивных шинах. При этом, для MLX91208CAV максимальный ток достигает 1000 А! Еще одним ключевым достоинством MLX91208 является соответствие автомобильному стандарту AEC-Q100, что позволяет использовать эти микросхемы в электрооборудовании современных автомобилей и электромобилей.
 |
|
| Рис. 1. | Датчики тока с технологией IMC-Hall от Melexis. |
Существует три основных инструмента для измерения тока: шунтовые датчики, трансформаторы тока и датчики Холла. Каждый из них имеет как достоинства, так и недостатки. Причем последние два варианта являются бесконтактными решениями, что очень часто становится ключевым фактором при их выборе.
Если сравнивать трансформаторы тока и датчики Холла, то датчики Холла имеют несколько преимуществ. К ним стоит отнести компактные габариты, бюджетную стоимость, простоту интеграции в измерительные системы и высокую точность.
Важно отметить, что даже если используются датчики Холла, то система измерения может иметь значительные габариты (Рис. 2). В ее состав обязательно входит дополнительный магнитный сердечник. Он выступает как концентратор магнитного поля и как экран одновременно. Стандартный датчик Холла располагается в зазоре сердечника перпендикулярно к линиям поля.
 |
|
| Рис. 2. | Принцип измерения тока в проводнике. |
Компания Melexis, потратив более десяти лет на научные исследования, предложила совершенно новую технологию IMC-Hall® для создания датчиков Холла (Рис. 3). В отличие от стандартного решения, они не требуют дополнительного внешнего магнитного сердечника. Вместо этого используется встроенный концентратор магнитного поля в виде двух плоских сердечников с очень высокой магнитной проницаемостью.
 |
|
| Рис. 3. | Принцип работы датчика тока с технологией IMC-Hall. |
Принцип работы таких датчиков идентичен функционированию обычных датчиков Холла. Однако при этом используется не перпендикулярное, а параллельное магнитное поле. Это значит, что проводник с током должен находиться параллельно корпусу сенсора.
Технология IMC-Hall не требует обязательного наличия магнитного сердечника. Если требуется высокая точность измерений в условиях значительных внешних магнитных полей, возможно применение дополнительного экрана. Следует особо подчеркнуть, что это именно экран, поэтому он оказывается гораздо более компактным, чем магнитный сердечник.
Датчики MLX91208 построены по технологии IMC-Hall и отличаются целым рядом преимуществ:
- простота реализации (требуется всего несколько внешних компонентов);
- простота и универсальность монтажа: измерение токов печатных проводников, кабелей, шин;
- не требуется массивного магнитного внешнего сердечника;
- возможность создания сверхкомпактных многодиапазонных решений;
- возможность программирования чувствительности и других характеристик;
- соответствие требованиям AEC-Q100.
Семейство датчиков MLX91208 объединяет нескольких представителей с различными уровнями чувствительности.
MLX91208CAV – интегральный датчик, используемый для измерения токов до 1000 А. Он имеет номинальную чувствительность 60 мВ/мТл, но может быть перепрограммирован для значений 30/ 40/ 60/ 200 мВ/мТл. Датчик способен работать на частотах до 200 кГц включительно с минимальной задержкой сигнала всего 3 мкс.
В состав MLX91208CAV уже входят все необходимые функциональные блоки: усилители, схема питания, память, генератор, планировщик (Рис. 4). В результате схема включения требует всего четырех внешних пассивных компонентов.
 |
|
| Рис. 4. | Структурная схема датчиков тока MLX91208. |
MLX91208CAV станет идеальным решением для измерения токов в печатных проводниках, например, в автомобильных силовых модулях. Важно отметить, что даже если MLX91208CAV будет использоваться вместе с дополнительным экраном, измерительная система сохранит малые габариты (Рис. 5).
 |
|
| Рис. 5. | Пример измерения тока печатного проводника с помощью MLX91208. |
С помощью MLX91208CAV также легко создавать решения для измерения токов в кабелях (Рис. 6) и массивных шинах (Рис. 7). При этом для обеспечения точности в широком диапазоне токов разрешено размещать несколько датчиков с различной чувствительностью на одном и том же проводе или шине.
 |
|
| Рис. 6. | Пример измерения тока провода с помощью MLX91208. |
 |
|
| Рис. 7. | Пример измерения тока массивной шины с помощью MLX91208. |
Чтобы не было сомнений в надежности представленной технологии, стоит подчеркнуть, что датчики MLX91208 прошли сертификацию AEC-Q100 и идеально подходят для работы в составе автотракторного электрооборудования. Впрочем, MLX91208 могут применяться и в других приложениях: сварочные аппараты, генераторы, зарядные устройства, инверторы, промышленные привода электродвигателей, защитные расцепители и т. д.
Для ознакомления с возможностями семейства микросхем MLX91208 компания Melexis предлагает использовать отладочный набор DVK91208 (Рис. 8). Он включает в себя по три микросхемы MLX91208-CAL и MLX91208-CAH, три печатных платы (PCB_EC01/02/03), на которые можно распаять датчики. В комплект входят также два П-образных и три С-образных экрана.
Печатные платы PCB_EC0x отличаются максимальными допустимыми токами, размерами и типом используемых сердечников. Например, PCB_EC01 позволяет пропускать токи до 30 А и использовать сердечники обоих типов.
 |
|
| Рис. 8. | Отладочный набор DVK91208. |
Начиная с семейства MLX91206, все датчики тока от Melexis имеют возможность программирования. Для этого используется фирменный программатор PTC-04 и специальное ПО.
Характеристики микросхемы датчика Холла MLX91208LDC-CAV:
- Номинальная чувствительность: 60 мВ/мТл;
- Программируемые значения чувствительности: 30/ 40/ 60/ 200 мВ/мТл;
- Диапазон частот: 0…200 кГц;
- Задержка сигнала: 3 мкс;
- Типовой ток потребления: 12 мА;
- Напряжение питания: 5 В (4.5…5.5 В);
- Диапазон рабочих температур: -40…+150 °C;
- Корпусное исполнение: SOIC-8.
Состав отладочного набора DVK91208:
- Три микросхемы MLX91208-CAH;
- Три микросхемы MLX91208-CAL;
- Плата PCB_EC01 (36.8 × 30.5 × 1.6 мм) для токов до 30 А (ср.кв.) и сердечников типа C и U;
- Плата PCB_EC02 (36.8 × 30.5 × 2.0 мм) для токов до 30 А (ср.кв.) и сердечников типа U;
- Плата PCB_EC02 (42.0 × 35.0 × 1.5 мм) для токов до 7 А (ср.кв.) и сердечников типа U;
- Три сердечника типа U;
- Три сердечника типа C.
О компании:
Melexis – компания, специализирующаяся на разработке и производстве микросхем для автомобильной электроники. Номенклатура производителя включает широкий перечень компонентов: датчики (тока, давления, температуры, положения, скорости), контроллеры двигателей (бесколлекторных и постоянного тока), микросхемы интерфейсов (LIN), оптические компоненты, беспроводные микросхемы (радиотрансиверы, NFCи т.д.), микроконтроллеры и многие другие.
Посмотреть подробные характеристики датчиков тока от Melexis
