電流感測解決方案

電流感測解決方案

在隔離式和非隔離式系統中
實現準確且快速的電流感測

快速且準確地測量系統保護、遙測與閉迴路控制的電流

不論您需要偵測過電流故障、提升系統效率,或是提供閉合迴路回饋,TI 豐富的隔離式和非隔離式電流感測解決方案產品組合,都可在各種共模電壓與溫度範圍中實現領先業界的準確度,且無需犧牲系統尺寸、複雜性或成本。我們運用數十年經驗開發了頂尖電流感測技術,讓工程師能夠實現最大的系統效能、電源效率與可靠性。
 

跳至此頁面上的電流感測技術:

隔離式  |  非隔離式 

探索 EV 充電和太陽能領域的電流感測趨勢

隨著全球採用再生能源來源,對準確且可靠之電流感測的需求也與日俱增。從霍爾效應感測器到分流架構裝置,我們協助工程師設計快速、準確且安全的高電壓系統。

為何要為您的電流感測系統選擇 TI?

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達到領先業界的準確度

我們的裝置具備領先業界的準確度,且最大誤差低至 1μV 偏移、溫度漂移低至 0.01μV/°C,可提升系統效率。

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實現更精準的控制與保護

我們的裝置具備高頻寬與快速反應時間,可助您主動控制切換系統,讓反應快速的系統能擁有更精準的控制與保護。

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查詢適合設計的解決方案

從隔離式到非隔離式電流感測,我們豐富的產品組合可針對各種電流感測拓撲結構,實現快速的偵測與準確的測量。

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簡化設計

我們利用工程裝置來簡化系統設計,且這些工程裝置可解決多項常見挑戰,例如縮減電路板空間和系統校準需求等。

比較隔離式電流感測技術

霍爾效應感測器
採用隔離的分流器
比流器
Rogowski 線圈
具有 DC 功能
測量的電流 A mA 至 A A 至 kA A 至 MA
輸出 類比 類比或數位 類比:需要
訊號調整 (濾波器、增益)
類比:需要
訊號調整 (積分器、濾波器、增益)
頻寬 最高 1MHz
最高 1MHz
受感測器限制 1MHz 以上
傳播延遲
<1µs
1µs 至 3µs
>3µs
<1µs
精度 0.9% 至 2% 0.1% 至 2% 0.1% 至 1% 0.2% 至 5%
熱漂移 50ppm/K 25ppm/K 至 300ppm/K <100ppm/K 50ppm/K 至 300ppm/K
功率損耗 mW mW 至 W mW mW
解決方案尺寸

隔離式電流感測技術

霍爾效應電流感測資源技術

霍爾效應電流感測器是一種固有隔離式感測器。流經封裝一次側的電流會產生磁場,而霍爾元件會偵測該磁場。霍爾元件會根據磁場的強度,提供成比例的類比電壓輸出訊號,而具有整合式類比轉數位轉換器的微控制器可讀取該訊號。

進一步了解此重要產品類別:

部落格
以霍爾效應電流感測器簡化高電壓感測
本文章概述高電壓電流感測電路設計的關鍵因素,並評估分流架構及霍爾效應技術,其中特別聚焦於精確度、簡易性和成本取捨。
White paper
Improve High-Voltage System Efficiency With Zero-Drift Hall-Effect Current Sense (Rev. A)
本白皮書說明如何滿足持續增加的隔離式電流感測需求,同時克服相關的技術與成本障礙。
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參考設計
GaN 型 1.6kW、雙向微型逆變器參考設計
此參考設計展示了一款具有儲能功能的四輸入雙向 1.6kW GaN 型微型逆變器。
Featured products for 霍爾效應電流感測
TMCS1123 現行 ±1300V reinforced isolation, 80ARMS 250kHz Hall-effect current sensor with AFR, reference and ALERT
新產品 TMCS1126 現行 具有 AFR、參考和 ALERT 功能的 80ARMS、500kHz 霍爾效應電流感測器
新產品 TMCS1133 現行 80ARMS 1MHz Hall-effect current sensor with AFR and ALERT

隔離式分流架構感測資源

分流架構電流感測可在低電壓與高電壓解決方案中實作。若要進行高電壓電流感測,需要以隔離式類比前端 (透過數位隔離器或隔離放大器實現) 或內建隔離的資料轉換器 (透過隔離式 ADC 實現) 的形式進行隔離。探索我們可直接連接至分流器的隔離式 ADC 和放大器,並探索可實現非隔離式資料轉換器的數位隔離器。

進一步了解這些重要產品類別:

Application brief
Accuracy Comparison of Isolated Shunt and Closed-Loop Current Sensing
本文件將 AMC3302 單電源供電隔離式放大器與受歡迎的閉合迴路電流感測器進行比較。
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White paper
Comparing Isolated Amplifiers and Isolated Modulators (Rev. B)
本文件將隔離放大器與隔離調變器架構解決方案進行比較,並說明後者具有的部分優勢。
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Analog Design Journal
Design considerations for isolated current sensing (Rev. A)
本文章說明如何為特定系統選擇最佳的隔離式放大器。
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Featured products for 採用隔離的分流器
AMC131M03 現行 三通道、同步取樣 24 位元隔離式 Delta-Sigma ADC
AMC3302 現行 具有整合式 DC/DC 的 ±50-mV 輸入、精密電流感測強化型隔離放大器
AMC1306M25 現行 ±250-mV 輸入、精密電流感測強化型隔離調變器

比流器感測資源

比流器使用繞組圍繞不同類型的核心類型,可在特定電流範圍和頻寬中提供準確的測量。比流器會輸出與一次側電流成正比的較低電流,其會饋入分流器以進行測量。此輸出通常需要放大,資料轉換器才可加以測量,不過部分資料轉換器具有整合式放大級。

探索我們的非隔離式資料轉換器產品組合,以實現精密感測,或是若需要外部訊號放大以饋入類比轉數位轉換器,則可探索我們的放大器產品組合。

進一步了解這些重要產品類別:

參考設計
具有獨立 ADC 的三相位比流器電表參考設計
此參考設計使用高性能多通道類比轉數位轉換器 (ADC) 實作 0.1 級三相位能源測量。
參考設計
使用具有 ±10V 量測範圍之 16 位元 SAR ADC 的高準確度類比前端參考設計
此參考設計可準確測量電壓與電流輸入,以準確且快速地識別電源系統故障和電源品質相關故障。
參考設計
具有獨立 ADC 的高準確度分相比流器電表參考設計
此參考設計使用高性能多通道 ADC 實作 0.1 級分相能源測量。
Featured products for 比流器和通量閘
ADS9817 現行 具有整合式類比前端的八通道、18 位元、2-MSPS/ch 雙同時取樣 ADC
ADS131M04 現行 四通道 24 位元、64kSPS、同時取樣、delta-sigma ADC
ADS131E08 現行 適用電源監控和保護的 24 位元 64-kSPS 8 通道同步取樣 ΔΣ ADC

Rogowski 線圈感測資源

Rogowski 線圈採用無芯設計,所以可在廣泛的電流範圍和頻寬中提供測量功能 (因為磁核飽和通常會限制範圍和頻寬)。Rogowski 線圈會輸出所測量之電流訊號的導數,並需要離散式解決方案或軟體整合以準確讀取訊號。

探索我們的非隔離式資料轉換器產品組合,以實現精密感測,或是探索我們的放大器產品組合,以實現離散式訊號調整。

進一步了解這些重要產品類別:

參考設計
適用於繼電器和斷路器,且具有更高準確度的 Rogowski 線圈主動式積分器參考設計
此主動積分器參考設計涵蓋適用於 Rogowski 線圈的廣泛輸入電流範圍,並且具備準確度、線性、穩定性及可重複性。
Application brief
Current Sensing in an H-Bridge (Rev. D)
進一步了解與在全橋應用中測量電流內嵌的相關設計挑戰。
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參考設計
採用 PCB Rogowski 線圈感測器的高準確度 AC 電流量測參考設計
此參考設計使用印刷電路板 (PCB) Rogowski 線圈感測器,能以低物料清單成本,在廣泛測量範圍中實現良好的線性。
Featured products for Rogowski 線圈
OPA2188 現行 0.03µV/°C、6µV Vos、低雜訊、軌至軌輸出、36V 零漂移運算放大器
INA188 現行 36-V、零漂移軌對軌輸出儀器放大器
ADS131M04 現行 四通道 24 位元、64kSPS、同時取樣、delta-sigma ADC

選擇您的隔離式電流感測解決方案

非隔離式電流感測技術

測量電源軌中負載或電路殘留前的電流

在高壓側電流感測中,將分流電阻器置於匯流排電壓與系統負載間可消除接地干擾,因為分流電阻器不會直接連接至接地。高壓側電流感測也可偵測負載接地短路狀況。我們提供許多具高電壓功能和高共模拒斥比 (CMRR) 的裝置,可精確測量高電壓軌上的電流。

進一步了解這些重要的高壓側產品類別:

部落格
為整合式分流解決方案導入設計簡易性,低漂移與小尺寸
EZShunt™ 技術將低漂移、小尺寸和降低系統複雜度結合到電流感測領域中,該領域會隨著許多細分市場的推進而不斷擴展。
Application brief
Precision Current Measurements on High-Voltage Power-Supply Rails (Rev. F)
進一步了解有關此電流感測方法的高壓側電流感測與設計挑戰優勢 (著重電流感測放大器)。
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Application brief
Using An Op Amp for High-Side Current Sensing (Rev. A)
進一步了解有關此電流感測方法的高壓側電流感測與設計挑戰優勢 (著重運算放大器)。
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Featured products for 高壓側電流感測
INA281 現行 -4-V 至 110-V、1.3-MHz、高精密電流感測放大器
INA238 現行 具有警報功能的 85-V、16 位元、高精密度 I2C 輸出電流/電壓/電源監測器
INA149 現行 高共模電壓差動放大器

測量傳回路徑至接地的電流

低壓側電流感測在負載與接地間有分流電阻器。低壓側量測的其中一個優點是共模電壓接近零。缺點則是分流電阻器的壓降會出現在供應接地與負載或系統接地間有差異的情況。我們提供各種大器,可在高準確度與成本導向應用中實現低壓側感測。

進一步了解這些重要的低壓側產品類別:

部落格
我的高速、低壓側電流分流量測中是否需要更多電壓轉換率或頻寬?
此為分為四部分系列文章中的第一篇,內容將討論如何使用建立在我們專利互補式金屬氧化半導體 (CMOS) 精密製程技術上的運算放大器,提升系統準確度與效率。
Application brief
Low-Side Current Sense Circuit Integration
進一步了解低壓側感測,以及使用運算放大器的離散實作與使用電流感測放大器的整合實作間有何差異。
PDF
Circuit design
Single-supply, low-side, unidirectional current-sensing circuit (Rev. A)
此單電源供電低壓側電流感測解決方案可準確偵測最高 1 A 的負載電流,並將其轉換為介於 50 mV 與 4.9 V 間的電壓。您可視需要調整輸入電流與輸出電壓範圍。
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Featured products for 低壓側電流感測
TLV9052 現行 適合成本最佳化應用的雙路、5.5-V、5-MHz、15-V/μs 電壓轉換率、RRIO 運算放大器
OPA2387 現行 超高精密度零飄移低偏壓電流運算放大器
INA180 現行 26V、350kHz 電流感測放大器

可供快速切換共模瞬態電流 (dv/dt) 的內嵌電流感測

內嵌電流感測可提供真正的相位電流量測,為閉迴路控制實現最佳逆變器品質或馬達回饋資訊。在這類應用中,共模電壓為脈衝寬度調變 (PWM) 訊號,其會中斷輸出訊號 (除非啟用 PWM 抑制電路),也此導致對電流感測放大器的要求更加嚴格,必須具備非常良好的 DC 與 AC 共模拒斥比 (CMRR)。我們提供有強化型 PWM 抑制和高 CMRR 的裝置。

進一步了解這些重要的內嵌產品類別:

Application brief
High-Side Drive, High-Side Solenoid Monitor With PWM Rejection (Rev. D)
透過測量電磁閥和閥應用中的電流,即可偵測電磁閥運作特性的變化。
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Application brief
Current Sensing in an H-Bridge (Rev. D)
進一步了解與在全橋應用中測量電流內嵌的相關設計挑戰。
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Application brief
Low-Drift, Precision, In-Line Motor Current Measurements With PWM Rejection (Rev. D)
進一步了解與在馬達應用中測量電流內嵌的相關設計挑戰。
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Featured products for 內嵌
INA241A 現行 具有強化型 PWM 抑制的 -5-V 至 110-V 雙向超精密電流感測放大器
INA240 現行 具強化型 PWM 抑制的 -4 至 80V、雙向、超精密電流感測放大器
INA296A 現行 -5-V 至 110-V、雙向、1.1-MHz 8-V/µs 超精密電流感測放大器

適用快速警示或超出範圍情況的電流感測

過電流保護是最基本的電流監控形式,可快速偵測超出範圍或故障狀況。我們的代表產品包括高頻寬和電壓轉換率裝置,以及可提供快速傳輸速率的整合式比較器/警示裝置,以提供此安全功能。

進一步了解這些重要的過電流保護產品類別:

More literature
Over-Current Detection Products Brochure
進一步了解如何使用離散式電流感測放大器 (CSA) 和比較器執行過電流或超出範圍,以及整合式比較器 CSA。
PDF
影片
過電流感測技術
本訓練將會判斷和評估用於過電流保護的一般電路與元件,並強調透過在過電流保護功能中使用精準電流測量所得到的改善。
Circuit design
Isolated Overcurrent Protection Circuit
此電路展示如何使用隔離比較器進行快速過電流偵測。
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Featured products for 過電流保護
INA381 現行 具有整合式過電流比較器的 26-V、350-kHz 電流感測放大器
INA200 現行 具比較器的 -16 至 80V、500kHz 電流感測放大器
INA849 現行 超低雜訊 (1nV/√Hz)、高速 (28MHz、35V/μs)、精密 (35μV) 儀器放大器

以次毫安培為單位的低電流量測

測量低電流時,必須使用低輸入偏壓電流感測器來將誤差降至最低。若使用標準放大器輸入偏壓電流,偏壓電流將會超過測量電流,進而降低準確度並降低訊噪比。我們提供具奈安培輸入偏壓電流的放大器,以進行高準確度的次毫安培量測。

進一步了解這些重要的次毫安培產品類別:

Application brief
Difference Between an Instrumentation Amplifier and a Current Sense Amplifier
進一步了解適用電流感測的儀器放大器與電流感測放大器。
PDF
Circuit design
Low (microamp), high-side, current-sensing circuit with current-sensing amp (Rev. A)
此電路展示如何使用電流感測放大器準確且可靠地測量少量微安培電流,並得到最大動態範圍。
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Application brief
Super-Beta Input Amplifiers: Features and Benefits
進一步了解針對高電流增益 (β > 1,000) 最佳化的 super-beta 電晶體,其可協助降低裝置在溫度範圍內的輸入偏壓電流與輸入偏壓電流漂移。
PDF | HTML
Featured products for 測量微小電流
INA819 現行 具有 ±60V 過電壓保護 (增益針腳 2、3) 的低功耗 (350µA),精密儀器放大器
OPA392 現行 單路、低偏移 (10 μV)、低雜訊 (4.4 nV/rtHz @10kHz) 飛安培偏壓電流 e-trim™ 運算放大器
INA190 現行 具有 picoamp IB 和啟用功能的 40-V、雙向、超精密電流感測放大器

技術資源

E-book
E-book
An Engineer's Guide to Current Sensing (Rev. B)
探索全方位的應用特定電流感測設計挑戰資料庫,並了解如何解決這些挑戰。
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Application note
Application note
Design Considerations for Current Sensing in DC EV Charging Applications
此應用報告主要探討 EV 充電應用中電流感測的設計考量,其中特別著重於系統性能的增益誤差、偏移、頻寬和延遲。
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技術文章
技術文章
HEV/EV 的高電壓電流感測設計挑戰
探索高電壓電流感測的部分重要挑戰,以及可協助與簡化您設計程序的額外資源。

推動電氣化的 4 個重要電流感測設計趨勢

進一步了解更高的系統電壓、更高的系統防護、遙測監控以及縮小的外型尺寸。