TLE4973評(píng)估板：汽車(chē)應(yīng)用電流傳感器的測(cè)試?yán)?/h1>

一、引言

在汽車(chē)電子應(yīng)用中，精確的電流傳感至關(guān)重要。英飛凌的TLE4973磁電流傳感器專(zhuān)為汽車(chē)應(yīng)用設(shè)計(jì)，而其配套的評(píng)估板TLE4973 EVAL STD PCB為工程師們提供了一個(gè)便捷的平臺(tái)，用于測(cè)試和評(píng)估該傳感器的性能。今天我們就來(lái)詳細(xì)了解一下這個(gè)評(píng)估板。

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二、評(píng)估板概述

2.1 用途與適用人群

這個(gè)評(píng)估板主要用于客戶(hù)對(duì)TLE4973電流傳感器的評(píng)估和測(cè)試，并非商業(yè)產(chǎn)品，不適合用于批量生產(chǎn)。它的目標(biāo)用戶(hù)是那些打算在電流傳感應(yīng)用中使用TLE4973的客戶(hù)。

2.2 交付內(nèi)容與硬件組成

交付內(nèi)容包含TLE4973評(píng)估板。評(píng)估板集成了三個(gè)TLE4973無(wú)芯磁電流傳感器，可用于三相系統(tǒng)測(cè)試。板上還有EEPROM用于存儲(chǔ)板設(shè)置，并且兼容英飛凌電流傳感器編程器。

2.3 主要參數(shù)

• 產(chǎn)品型號(hào)：TLE4973 - RE35D5 - S0010
• 封裝：PG - TDSO - 16
• 滿(mǎn)量程（FS）：±221.8 A
• 典型電流軌傳遞因子：47.94 T/A
• 典型傳感器靈敏度：169.26 mV/mT（S5）
• 典型評(píng)估板靈敏度：8.12 mV/A

三、使用注意事項(xiàng)

3.1 評(píng)估板性質(zhì)與局限性

評(píng)估板雖考慮了環(huán)境條件設(shè)計(jì)，但僅按文檔描述進(jìn)行了測(cè)試，在安全要求、全工作溫度范圍或生命周期內(nèi)的制造和運(yùn)行方面未進(jìn)行全面驗(yàn)證。它僅接受典型負(fù)載條件下的功能測(cè)試，不遵循常規(guī)產(chǎn)品的退貨材料分析（RMA）、工藝變更通知（PCN）和產(chǎn)品停產(chǎn)（PD）等程序，也可能不符合CE等標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 安全預(yù)防措施

• 斷電操作：在斷開(kāi)或重新連接電線，或進(jìn)行維護(hù)工作前，務(wù)必先移除或斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器的電源，否則可能導(dǎo)致人身傷害或死亡。
• 避免連接風(fēng)險(xiǎn)：在逆變器中使用評(píng)估板時(shí)，不要將編程器連接到筆記本電腦，以免損壞筆記本。
• 低電壓使用：評(píng)估板僅適用于低電壓系統(tǒng)（≤50 V）。
• 防熱措施：測(cè)試期間，評(píng)估板和設(shè)備表面可能發(fā)熱，需采取必要防護(hù)措施，避免燙傷。
• 專(zhuān)業(yè)人員操作：只有熟悉驅(qū)動(dòng)器、電力電子和相關(guān)機(jī)械的人員才能進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、安裝、調(diào)試和維護(hù)，否則可能導(dǎo)致人身傷害和設(shè)備損壞。
• ESD防護(hù)：評(píng)估板包含對(duì)靜電放電（ESD）敏感的部件，安裝、測(cè)試、維護(hù)或修理時(shí)需采取靜電控制措施。
• 正確應(yīng)用與安裝：錯(cuò)誤的應(yīng)用或安裝可能導(dǎo)致部件損壞或產(chǎn)品壽命縮短，如電機(jī)選型過(guò)小、交流電源供應(yīng)不正確或環(huán)境溫度過(guò)高等。
• 移除包裝材料：安裝前需移除評(píng)估板附帶的所有不必要包裝材料，否則可能導(dǎo)致過(guò)熱或異常運(yùn)行。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與功能

4.1 調(diào)試方法

• 若與英飛凌編程器板配合使用，只需連接兩塊板并遵循圖形用戶(hù)界面（GUI）上的說(shuō)明即可。
• 若單獨(dú)使用評(píng)估板，用戶(hù)需通過(guò)引腳17（VS +，LDO輸入）為板供電，同時(shí)將引腳19（EN）連接到相同的電源電壓以啟用板載LDO，電源電壓范圍為[6, 9] V。

4.2 功能模塊描述

評(píng)估板由三個(gè)TLE4973電流傳感器、一個(gè)EEPROM、一個(gè)LDO穩(wěn)壓器和一個(gè)連接器組成。TLE4973傳感器可精確感應(yīng)交流和直流電流，EEPROM用于存儲(chǔ)板設(shè)置，LDO穩(wěn)壓器用于穩(wěn)定傳感器的電源電壓，連接器用于連接英飛凌編程器板。

4.3 傳感結(jié)構(gòu)布局

三個(gè)傳感器安裝在PCB上，并置于PCB內(nèi)電流軌的上方，且扭轉(zhuǎn)45°以減少三相之間的串?dāng)_，同時(shí)不影響傳感器的頻率響應(yīng)和導(dǎo)體的插入電阻。電流軌有一個(gè)0.5 mm的S形狹縫。

4.4 原理圖與布局

• 原理圖：為抑制高頻噪聲并滿(mǎn)足EMC和ESD要求，在傳感器的VDD、AOUT、VREF、OCD和DCDI引腳處分別添加了不同容值的旁路電容，OCD和DCDI引腳還連接了1 kΩ上拉電阻，同時(shí)使用電壓調(diào)節(jié)器為傳感器提供穩(wěn)定電壓。
• 布局：評(píng)估板由兩層35 μm的外層金屬化層和兩層140 μm的內(nèi)層金屬化層組成，內(nèi)層用于承載傳感器所感應(yīng)的高電流。AOUT和VREF走線在PCB上平行布置以減少輸出信號(hào)的共模噪聲，使用接地平面保護(hù)信號(hào)走線并減少寄生電感耦合，在TLE4973及其輸入輸出引腳下方切割接地和電源平面以避免渦流引起的誤差。

五、系統(tǒng)性能

5.1 測(cè)試點(diǎn)與結(jié)果

• 測(cè)試點(diǎn)：通過(guò)評(píng)估板連接器測(cè)量三個(gè)傳感器的輸出電壓和OCD信號(hào)。
• 測(cè)量結(jié)果
  • 溫度漂移：在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，靈敏度極其穩(wěn)定，偏移量小。
  • 頻率響應(yīng)：對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行了頻率響應(yīng)（增益和相位）測(cè)量，并與有限元方法（FEM）模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。
  • 串?dāng)_：串?dāng)_可通過(guò)微控制器軟件中的“矩陣補(bǔ)償方法”進(jìn)行補(bǔ)償，也可通過(guò)調(diào)整傳感器方向來(lái)減少。
  • 熱性能：當(dāng)有電流流過(guò)評(píng)估板時(shí)，測(cè)量顯示若施加高電流，需要對(duì)板進(jìn)行冷卻。
• 模擬結(jié)果
  • 導(dǎo)體和插入電阻：模擬了導(dǎo)體有和無(wú)狹縫時(shí)的電阻，并計(jì)算了插入電阻。
  • 傳感器位移引起的傳遞因子誤差：展示了傳感器在x、y和z軸方向位移時(shí)傳遞因子的變化。

六、總結(jié)

TLE4973評(píng)估板為工程師提供了一個(gè)全面了解和測(cè)試TLE4973電流傳感器的平臺(tái)。在使用過(guò)程中，務(wù)必嚴(yán)格遵循安全注意事項(xiàng)，以確保測(cè)試的順利進(jìn)行和人員安全。同時(shí)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能和性能的深入研究，工程師們可以更好地將TLE4973應(yīng)用到實(shí)際的汽車(chē)電流傳感項(xiàng)目中。大家在使用評(píng)估板的過(guò)程中遇到過(guò)什么問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。