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ASIC:传感器设计新趋势

刘洋?? EDN China技术编辑?? 2007年12月08日 ?? 收藏0

  电力电子技术已经从少数专用市场向其横向和纵向不断延伸,应用到越来越多的产品中,这就要求此类产品拥有更高功率密度、更小的体积和更高的可靠性,并实现低成本、标准化和模块化,适合大批量生产。

  霍尔电流/电压传感器是测试测量领域应用最多的传感器件之一,可广泛用于变频调速、电子测量和开关电源等诸多方面,其目前的发展趋势也表现为对体积、电流密度、产品稳定性、成本和封装,与接口的标准化等方面的更高要求。

  随着传感器体积小型化、大批量生产的需求出现,SMD封装的传感器提供标准管脚,可在不影响电流测量范围的同时尽可能减少体积,给用户带来最佳性价比的产品,并有助于实现标准化。目前用于通用市场(小功率变频器、变频家电、电源等)的电流/电压传感器的设计也转向SMD封装和ASIC构架,以实现有竞争力的成本和更稳定的性能。

  基于ASIC技术的产品体积较小,一般采用5V供电,拥有较好的抵抗瞬态电压的能力。电量传感器制造厂商LEM(莱姆)集团北京公司销售总经理张宗慧先生表示,ASIC贴装霍尔传感器的性能可以有很大提升。新一代的ASIC构架将基于硅半导体技术,使产品体积比传统产品减少2/3左右,并可提高电磁

兼容性(EMC)和优化器件的设计。新技术在霍尔元件的漂移补偿之后可提供更好的偏移,这在设计闭环控制的时候是十分重要的因素,因为如果漂移降低的话,控制系统的稳定性将得到提高;此外ASIC技术还能驱动线圈电流,避免输出电压值跌至短路测试所需的范围以外。拿LEM新开发的ASIC产品举例,与其传统产品相比,线性度可提高一倍(从1%提升至0.5%);工作温度范围更加宽广,达到-40℃ ~ +85℃;温漂降低一倍(从0.075 %/K降低到0.032 %/K),并可用同样的封装测试不同的电流。IC配置和PCB设计结合在一起可以给客户提供更加通用以及价格富有吸引力的电流传感器方案,可以应用到白色家电或空调领域的绝缘电流测量,这在以前是很难实现的。其在节能方面也表现出色,特别是可节省传统分流器所带来的能量损耗。

  基于ASIC技术的设计方案也存在约束。LEM(莱姆)集团张宗慧先生指出,ASIC方案的灵活性较差,前期投入较高,比较适用于小容量大规模的产品需求,所以对产品的市场定位十分关键;另外,ASIC结构要求5V供电,对于使用传统传感器的产品,可能要对供电部分进行修改。


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