Schnelle, isolierte, kalibrierte Stromsensoren sind eine effektivere Alternative zu herkömmlichen Shunt-basierten Lösungen

Melexis ein weltweiter Anbieter von Mikroelektronik, erweitert sein Angebot an Stromsensor-ICs auf Basis der Hall-Effekt-Technik um die Serie MLX91210.

Mit einer 5V-Versorgung bietet der MLX91210 eine Stromempfindlichkeit bis hinab auf 26,7 mV/A und unterstützt eine lineare Strommessung bis zu ±75 A, was 30 Aeff entspricht. Die voll integrierten Hall-Effekt-Stromsensoren sind im SO8- und SO16-Gehäuse erhältlich und bieten einen äußerst geringen Widerstand (0,8 mΩ für das SO8 und 0,7 mΩ für das SO16). Sie bieten zudem hohe Isolationsspannungen (2,1 kVeff bzw. 2,5 kVeff) sowie eine schnelle Reaktionszeit (innerhalb von nur 5 µs). Der Sensorausgang wird ab Werk für einen bestimmten Strommessbereich kalibriert und für optimale Stabilität in Bezug auf die Temperatur und die Lebensdauer kompensiert. Eine hohe Genauigkeit über einen langen Zeitraum ist somit gewährleistet.

Mit der optionalen werkseitigen Kalibrierung für einen Nullstrom-Ausgangspunkt und hohe Empfindlichkeit stellen die Bausteine einen linearen Analogausgang bereit, der proportional zu dem Strom ist, der direkt durch den Leadframe des ICs fließt. Im Inneren des Sensors wird das vom Stromfluss erzeugte Magnetfeld differentiell durch zwei Gruppen von Hall-Platten erfasst. Verfälschungen durch externe Felder und Übersprechen werden somit verhindert. Die unmittelbare Nähe der Hall-Platten zum Stromleiter sorgt für eine hervorragende Signalintegrität. Eine starke Isolationsschicht trennt zudem die Primär- von der Sekundärseite. Die Bausteine sind äußerst robust gegen externe Felder, was in zunehmend dichter bestückten Leistungselektronikdesigns immer mehr an Bedeutung gewinnt. Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal ist die praktisch nicht vorhandene magnetische Hysterese, die sich durch ein Design ergibt, das keinen ferromagnetischen Konzentrator benötigt. Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich von -40 bis 125 °C, und die Sensoren entsprechen IEC-60950; die SO16-Varianten ferner auch UL1577.

Durch ihre hohe Geschwindigkeit und kompakte Größe eignen sich die MLX91210 ICs sowohl für DC- und AC-Strommessungen, einschließlich einer präzisen Stromflussüberwachung in Stromverteilern in Serverfarmen und Rechenzentren, Stromversorgungen und Wandlern, Bedarfssteuerungen, Haushaltsgeräten, Smart Metering und intelligenten Energieversorgungen, Solar-Wechselrichtern und Anschlusskästen sowie in Antriebssteuerungen im Allgemeinen.

„Die Nachfrage nach einer kompakten Strom-/Leistungsmessung in häuslichen und industriellen Umgebungen steigt. Neue gesetzliche Vorschriften verlangen höhere Wirkungsgrade und Einsparungen bei stetig steigenden Energiekosten wollen erzielt werden“, erklärte Bruno Boury, Product Line Manager, Magnetic Sensing, bei Melexis. „Unsere Highspeed-Bausteine setzen nun neue Maßstäbe in der Strommesstechnik. Aufgrund ihrer kompakten Bauweise, Messtechnik und Isolation auf nur wenigen  Dutzenden Quadratmillimetern Stellfläche können die ICs mit ihren geringen ohmschen Verlusten, ihrer Wärmedrift-Kompensation und Immunität gegen Übersprechen in kompakte Elektroniksysteme verbaut werden und bieten dabei höchste Genauigkeit.“