Nächste Generation isolierter, integrierter Stromsensoren von Melexis für Automobilanwendungen
Das anhaltende Interesse der Verbraucher an (und die Akzeptanz von) Elektrofahrzeugen hat zu verstärkten Investitionen in technologische Innovationen seitens der Hersteller geführt. Neue Leistungs- und Ladeschaltungsdesigns erfordern fortschrittliche, effiziente mikroelektronische Komponenten, und Unternehmen wie Melexis erfüllen diese Nachfrage. Die Einführung der isolierten, integrierten Stromsensoren MLX91220 und MLX91221 für anspruchsvolle Anwendungen im Bereich der EV-Ladung und Stromversorgung.
Melexis, ein globales Unternehmen der Mikroelektronik-Engineering-Branche, kündigt seine zweite Generation isolierter integrierter Stromsensoren an, den MLX91220 (5 V) und MLX91221 (3,3 V). Die auf Hall-Effekt basierenden Stromsensoren sind für den Einsatz in einer Vielzahl von Automobil- und Industrieanwendungen qualifiziert, wie beispielsweise On-Board-Ladegeräte (OBC), Gleichspannungswandler (DC/DC), Stromversorgungen und kleine elektrische Antriebe. Mit einer Bandbreite von 300 kHz eignen sie sich für eine Vielzahl von Leistungswandlungsanwendungen unterhalb von 50 A RMS.
Der MLX91220/21 baut auf der ersten Generation von Stromsensoren auf, die Messelemente und hochpräzise Signalverarbeitung mit Spannungsisolierung integrieren. Die neue Generation von Stromsensoren, die in den Miniatur-Gehäusen SOIC8 Narrow-Body und SOIC16 Wide-Body erhältlich ist, verbessert dies durch Erhöhung der Bandbreite auf 300 kHz, wodurch eine Reaktionszeit von nur 2 µs erzielt wird. Diese Reaktionszeit unterstützt höhere Schaltfrequenzen und eine genauere Verfolgung in Regelkreisen.
Der MLX91220 verbessert auch die doppelte On-Chip-Überstromerkennungsfunktion (OCD), die wesentliche Überwachungsmechanismen sowohl durch eine interne als auch eine externe Funktion ermöglicht. Die interne OCD-Schwelle kann innerhalb oder außerhalb des Bereichs gewählt werden, mit einer Reaktionszeit von 2 µs. Die externe OCD-Schwelle kann über eine externe Referenzspannung innerhalb oder nahe des Ausgangsbetriebsbereichs eingestellt werden, mit einer typischen Reaktionszeit von 10 µs.
Beide können in einer Anwendung verwendet werden, um Redundanz zu bieten oder separate Bedingungen für Kurzschluss und außerhalb des Bereichs zu erkennen.
Die MLX91220 und MLX91221 bieten eine flexible Ausgangsmodus-Konfiguration, die bei der Werksabgleichung von Melexis festgelegt wird. Automobilanwendungen bevorzugen typischerweise ratiometrische analoge Ausgangsspannungen, während industrielle Anwendungen häufig auf eine festgelegte Empfindlichkeit basierend auf einer Referenzspannung setzen. Der Ausgangsmodus wird im Werk abgeglichen und kann mithilfe intuitiver Produktbestellcodes ausgewählt werden.
Im Gegensatz zu den meisten aktuellen Sensoren basiert der MLX91220/21 nicht auf ferromagnetischen Konzentratoren. Stattdessen verwendet er ein internes differenzielles Messkonzept, um das Magnetfeld zu erfassen, das der integrierte Primärleiter erzeugt. Dieses differenzielle Konzept bietet auch eine hohe Beständigkeit gegenüber Streufeldern, wodurch eine höhere Dichte in der Leistungselektronik ermöglicht wird, da der Sensor weniger von Streumagnetfeldern in unmittelbarer Nähe beeinflusst wird.
Das SOIC8-Gehäuse ist gemäß IEC/UL-62368 für eine Isolationsspannung von 2,4 kVrms ausgelegt, während das SOIC16-Gehäuse mit breiter Bauform diese auf 4,8 kV Isolationsspannung verdoppelt. Das SOIC16-Gehäuse bietet zudem einen geringeren Widerstand des Primärleiters, dank seiner höheren Pin-Anzahl und der erhöhten Leiterdicke. Beide Varianten zeichnen sich gegenüber diskreten Shunt-Lösungen durch ihre geringere Widerstandsfähigkeit aus. Das SOIC16-Gehäuse weist einen Widerstand von 0,75 mOhm auf, während das SOIC8-Gehäuse bei 0,85 mOhm liegt – deutlich niedriger als bei shuntbasierten Lösungen.
Die umfassende Funktionsintegration und Designflexibilität, die von den MLX91220 und MLX91221 geboten werden, verschaffen Kunden einen Wettbewerbsvorteil, wenn es darum geht, die Leistung mit nur einem Produkt zu optimieren. Um Kunden dabei zu helfen, das Design zu vereinfachen und von neuen Funktionen zu profitieren, entwickelt Melexis kontinuierlich neue Technologien, um sein bestehendes Angebot an Stromsensoren zu verbessern.
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