在電動汽車(EV)充電系統和光伏逆變器系統中，電流傳感器通過監測分流電阻器上的壓降或導體中電流產生的磁場來測量電流。這些高壓系統使用電流信息控制和監測電源轉換、充電和放電。在之前雖然霍爾效應電流傳感器已廣泛應用于新能源領域，但在高壓系統中由于電氣和隔離衰減，霍爾效應電流傳感器在其生命周期內存在很大的漂移。

最近，德州儀器TI研發出了一種解決方案，可將霍爾效應電流傳器TMCS1123在生命周期內的靈敏度漂移誤差大幅降低至 ±0.5%，從而使工程師能夠設計出在整個系統生命周期內需要更少校準或維護的高壓系統。TMCS1123 還解決了霍爾效應傳感器的一些其他常見限制，例如引線框電阻和芯片散熱限制，這些會限制器件能夠處理的電流大小。TMCS1123 能夠在 25°C 條件下檢測 75ARMS的電流，并在整個溫度范圍和生命周期內，無需校準即可實現 ±1.75% 的靈敏度誤差，因此能夠在系統的生命周期內保持高精度。

另外，TMCS1123 具有差分霍爾效應感應功能，能夠顯著減少磁場干擾或串擾，并且還提供了過流檢測、精密電壓基準和傳感器報警等其他功能。

TMCS1123 方框圖

在最近的德州儀器可再生能源半導體技術峰會上，德州儀器王書彪先生對這款產品進行了分享。具體來看，它的高可靠性電壓TDDB曲線，TMCS1123加強絕緣可以做到1100V工作電壓，基礎絕緣可以做到2000V。系統實現高可靠性。

產品的輸出帶寬以及高響應特點方面，這個系列產品目前發布的是250k帶寬產品，未來全系列產品會做到1MHz。“我們把信號的模擬帶寬提高到250kHz，能夠實現更快的控制環路從而提高系統效率。這樣對于大部分的數字電源或是逆變器系統，這個模擬帶寬可以給環路提供足夠的反應速度。”在隨后的采訪中，德州儀器技術經理付楊說道。

高響應特點上，TMCS1123可以做到OC過流故障的輸出，ms級過流保護，能在高可靠性或者需要診斷的場景提供一個主動的OC信號。OC的設置范圍目前發布的產品是±100A霍爾傳感器，過流點設置在2.5倍，也就是2.5倍乘100A即250A。也就是說，如果出現過流、短路和過壓這一類的特殊情況，對于信號或事件的反應時間大約是微秒級，從而幫助達到更好的可靠性和穩定性。另外，這一代產品比上一代產品做了差分霍爾結構，包括霍爾的輸入和輸出調節都是用差分的結構，解決干擾問題。

為何TMCS1123這款產品能夠解決漂移、散熱等問題，應用于高壓系統呢。付楊表示，德州儀器在TMCS1123這款產品的設計和工藝上都有一些創新。事實上，TI在信號調理方面是比較擅長的，有很多傳統的電流采樣方案，比如一些基于采樣電阻分流器的電流采樣方案。我們把這樣的設計復用在霍爾效應電流傳感器產品里，因為它們的后端技術都是對于小信號的調理和放大，這其實也是TI在設計方面的優勢。

另一方面，從工藝上來說，TI擁有自己的工藝技術，比如如何優化外界環境磁場的干擾，以及如何在一個非常有限的封裝里面實現大電流的流通，同時又對熱管理進行比較優化的控制。這些方面都能幫助我們從工藝上提高產品的性能。

付楊說道，TMCS1123重點體現在壽命、溫漂，以及初始的采樣精度等特點，這些方面我們花了很大的精力，運用不同的設計進行了提高。它的優點在于使用非常簡單，不需要使用分流器加芯片方案。一顆芯片既集成不需要隔離的器件，又不需要加上數字隔離器以及分流器，整體系統設計非常簡潔。

就客戶端的應用選擇來說，為系統選擇電流傳感器時需要考慮的要素，首先是精度，其次是功率等級，系統的電壓和電流水平必須在器件規定的參數范圍內，以確保安全高效地運行。為了靈敏地控制開關系統，例如太陽能系統中的隔離式直流/直流轉換器，還必須考慮帶寬和速度。設計復雜性也是需要考慮的一項重要因素。霍爾效應電流傳感器使用簡單，無需額外的電源或元件，能夠在器件允許范圍內的所有電壓電平條件下工作。付楊表示，借助 TMCS1123 等電流檢測器件，客戶可以在 EV 充電器等高壓應用中精確地檢測電流，同時降低設計復雜性，并以更合理的價格迅速解決各種設計問題。目前在客戶端相對比較快的一些項目上得到了許多正面的反饋。