Infineon: Hall-Sensor für Strommessungen bis 120 A

Fortsetzung des Artikels von Teil 1.

Die Lösung: Miniatur-Stromsensor Xensiv TLI4971

Der Xensiv TLI4971 ist ein hochpräziser Stromsensor für bidirektionale Wechsel- und Gleichstrom-Messungen. Er bietet ein analoges Interface und zwei zusätzliche Ausgänge für die schnelle Indikation von Überströmen. Das kontaktlose Messprinzip ohne Magnetkern sowie ein integrierte Isolationsschicht sorgen für eine sichere galvanische Isolation. Außerdem verursacht das kontaktfreie Messprinzip keine zusätzlichen Verluste und ist damit prädestiniert für energieeffiziente Designs. 

Mit seinen Features eignet sich der Xensiv TLI4971 für vielfältige industrielle Applikationen. Das Spektrum reicht von allgemeinen Wechselrichtern über Photovoltaik-Inverter, Robotik, Ladegeräte, Batterie-Management-Systeme, Smart-Metering bis hin zu Elektrowerkzeugen und Weißer Ware.

Bei konventionellen Strommess-Prinzipien ist die Messgenauigkeit immer von Umgebungsbedingungen abhängig, z.B. der Temperatur. Darüber hinaus kommt es zu erheblichen, nicht deterministischen Driften bzw. Alterungserscheinungen, die die Genauigkeit der Strommessung negativ beeinflussen und daher Vorhalte im System-Design erfordern. Der Xensiv TLI4971 schließt derartige Abhängigkeiten aus, denn er beinhaltet separate Strukturen zur Messung der Temperatur und des mechanischen Stresses. Durch die separate Messung beider Größen im Betrieb lässt sich eine permanente effektive Kompensation vornehmen. Sie ist der Grundstein für eine langzeitstabile Messung und damit für hocheffiziente, zuverlässige und kostenoptimierte Umrichter oder Motoren. Das differentielle Messprinzip schützt zudem gegen Störungen durch externe Magnetfelder. Die Hall-Technologie gewährleistet einen sehr geringen Offsetfehler und eine hohe Linearität.

Neben der genauen Strommessung kann auch ein sehr effizienter Schutz der Leistungsendstufe implementiert werden. Bei externen Kurzschlüssen beispielsweise können kritische Überströme auftreten. Um die Latenzzeit extrem kurz zu halten, stellt der TLI4971 einen parallelen Signalpfad zur Verfügung. Die Überstrom-Schwellen können optimal an die Applikationsanforderungen angepasst werden, indem der Systementwickler sowohl den Stromwert als auch den nachgeschalteten Glitch-Filter programmieren kann. 

Der Sensor wird komplett kalibriert geliefert. Ein späterer und aufwendiger kundenseitiger Kalibrierungsprozess nach der Montage entfällt somit. 

Platz- und kostensparend

Der TLI4971 steckt im winzigen TISON (Thin Interstitial Small Outline No leads)-SMD-Gehäuse mit Abmessungen von nur 8 mm x 8 mm x 1 mm und einem Gewicht von nur 0,2 g. Durch das TISON-SMD-Gehäuse kann die Leiterplattenbestückung automatisiert und damit kosteneffizient erfolgen. Zusammen mit der integrierten Funktionalität in Form von Filtern, Überstromkomparatoren und galvanischer Isolation lassen sich nicht nur der Platzbedarf, sondern auch die Materialkosten (BOM) signifikant senken. Das spezielle Layout der Stromschiene resultiert in einem sehr guten thermischen Verhalten für Ströme bis zu 120 A, ohne zusätzliche Kosten. Der Sensor ist für Hochvolt-Anwendungen ausgelegt und galvanisch gegenüber Spannungen von bis zu 1,15 kV (VIORM) isoliert.