TDK-Micronas GmbH

TMR-basierter coreless Closed-Loop-Sensor für Hochstrom-Anwendungen

 

Der CUR 423x ist ein kontaktloser Single-Axis-Magnetfeld-Sensor zur galvanisch getrennten Gleich- und Wechselstrommessung. Die TMR-Sensor-Technologie (Tunnel Magneto Resistance) ermöglicht Strommessungen mit hoher Empfindlichkeit und hoher Genauigkeit in High-Power-Anwendungen. Ein galvanisch getrennter Last- und Messkreis ist besonders in Hochvolt-Batteriemanagement-Systemen in Hybrid- and Elektrofahrzeugen (xEV) von Vorteil. Ein sehr gutes Signal-Rauschverhältnis und ein Gesamtmessfehler unter 1% (Vollausschlag) über die Temperatur erlauben präzise Strommesungen in Anwendungen mit einer Signalbandbreite von bis zu 5 kHz.


Sämtliche für einen Closed-Loop-Kreis benötigten Komponenten, wie Kompensationsspule, RSHUNT und TMR-Sensorbrücke, sind in einem kleinen 1 mm dünnen TSSOP16 SMD-Gehäuse (Industriestandard) integriert. Durch den Verzicht auf einen großen Ringkern können Bauraum und Kosten eingespart werden. Digitaler Offset und Temperaturkompensation der Verstärkung, Tiefpassfilter und Klemmung können leicht mit der Programmier-Toolchain von TDK-Micronas programmiert werden.
Es gibt zwei Produktvarianten mit unterschiedlichen Messbereichen für die magnetische Flussdichte: ±7 mT oder ±40 mT. Eine programmierbare Feineinstellung der Feldbereiche erlaubt eine Anpassung an unterschiedliche Strommessbereiche für die jeweilige Anwendung.


Strommess-Module, die mit dem CUR 423x ausgestattet sind, können während des Produktionsprozesses über den Ausgangs-Pin programmiert werden. Vom Kunden wählbare Ausgangsschnittstellen wie SENT gemäß SAEJ2716 Rev.4, SPI oder vollständig ratiometrischer Analogausgang, gestatten eine flexible Anpassung an die Anwendungsanforderungen.


Der CUR 423x wurde entsprechend ISO26262 “ASIL-B ready” entwickelt. Das Bauelement ist nach AEC-Q100-Rev-H qualifiziert und wurde für Automotive-Anwendungen im Temperaturbereich von –40 °C bis +170 °C (TJ) konzipiert.

Blockschaltbild des CUR 423x

https://www.micronas.tdk.com/sites/default/files/svg/CUR423y_block_diagram.svgBlockschaltbild des CUR 423x

Hauptanwendungen

  • xEV-Batterieüberwachung
  • Stationäre Batterieüberwachung

Technische Merkmale

  • Hochpräzise lineare Closed-Loop-TMR-Technology
  • Nicht-intrusive galvanisch getrennte kontaktlose und ringkernlose Strommessung
  • Gesamtmessfehler <1% über die Temperatur
  • Programmierbare nichtlineare Kompensation
  • Programmierbare Anpassung und Temperaturkompensation von Verstärkung und Offset
  • Wählbare Strombegrenzung des Feedback-Stroms der Kompensationsschleife
  • Programmierbarer Ruhestrom
  • Programmierbare Magnetfeldbereiche
  • Programmierbare Klemmsschwelle
  • Digitaler 12/16-Bit SENT und 13-Bit Analogausgang mit programmierbarem digitalen Tiefpassfilter mit einer Bandbreite von 100 Hz bis 5 kHz
  • SENT gemäß SAE J2716 Rev. 4
  • Ratiometrischer Analogausgang mit wählbarer Invertierung des Ausgangs
  • SPI-Schnittstelle zum Testen, Debuggen und für den direktem Anschluß an einen Mikrocontroller
  • Digitales Auslesen von Temperatur- und Magnetfeld-Informationen über die digitale Schnittstelle
  • Biphase-Schnittstelle am OUT-Pin zur Programmierung und Kalibrierung
  • Betriebstemperatur: von –40 °C bis 170 °C (TJ)
  • Versorgungsspannung von 4,5 V bis 5,5 V
  • Über-/Unterspannungserkennung an VSUP
  • Übertemperaturerkennung
  • Drahtbruch-Erkennung an VSUP und GND
  • Verpolungs-/Überspannungsschutz an VSUP
  • Erkennung, ob das Magnetfeld den Messbereich überschreitet
  • Kurzschlusserkennung an OUT
  • On-Chip-Stimulation möglich (Spule)
  • ISO26262 ASIL-B ready
  • Qualifiziert nach AEC-Q100-Rev-H
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