Neuartiger berührungsloser Stromfühler

Das Streben nach Ökostrom und Mobilität verlangt nach Stromfühlertechnologien der neuen Generation. Melexis' Einführung seines frei programmierbaren IMC-Hall-Sensors MLX91206 bietet eine ideale Lösung.

Melexis macht bei der Förderung grüner Lösungen einen nächsten Schritt, indem es neue Möglichkeiten für berührungslose Strommessungen bei erneuerbaren Energieanwendungen, "Hybrid Electric Vehicle" (HEV) und "Electric Vehicle" (EV), erschließt.

Beim MLX91206 handelt es sich um einen inviduell programmierbaren monolithischen Sensor-IC mit der Hallentechnologie Triaxis. Mit dem MLX91206 kann der Nutzer kleine, wirtschaftliche Stromfühlerlösungen mit schneller Ansprechzeit erstellen. Der Chip überwacht direkt den Strom, der in einem Außenleiter, wie z.B. einer Stromschiene oder Leiterbahn, fließt.

Der neuartige berührungslose Stromfühler MLX91206 besteht aus einem "CMOS Hall"-integriertem Schaltkreis mit einer dünnen ferromagnetischen Schicht auf seiner Oberfläche. Die "Integrated Ferromagnetic" (IMC)-Schicht wird als magnetischer Flusskonzentrator verwendet, der einen hohen magnetischen Gewinn liefert, was den Rauschabstand des Sensors erheblich erhöht. Der Sensor eignet sich insbesondere für Stromessungen mit GS und/oder WS bis zu 90 kHz und verfügt über eine ohmischer Isolierung, minimale Einfügungsdämpfung, schnelle Ansprechzeit, geringe Verpackungsgröße und ist mit niedrigem Fertigungskostenaufwand verbunden.

Der MLX91206 deckt den Bedarf an einem breitgefächerten Anwendungsspektrum von Elektronik im Automobilbereich, bei der Umwandlung erneuerbarer Energien (Solar- und Windenergie), Netzgeräten, Motorsteuerung und Überlastschutz. Typische Anwendungsbereiche lassen sich bei der Batteriestromüberwachung, bei Solarenergiewandlern und bei Automobil-Stromrichtern finden, welche den Fahrmotor bei Hybridfahrzeugen HEV/EV antreiben. Der MLX91206 verfügt über einen Überspannungsschutz und einen Sperrspannungsschutz einschließlich einer "Broken Track"-Diagnose und lässt sich als "eigenständiger" Stromfühler verwenden, der direkt mit einem Kabel verbunden wird.

Der MLX91206 misst den Strom durch die Umwandlung des magnetischen Felds, das durch Ströme erzeugt wird, die durch einen Leiter fließen und eine Spannung aufweisen, die proportional zum Feld ist. Es besteht für das messbare Stromniveau keine Obergrenze, da das Ausgangsniveau von der Leitergröße und dem Abstand vom Fühler abhängt.

Die Übertragungskennlinie des MLX91206 ist vollständig programmierbar (Verschiebung, Verstärkung, Spannebene usw.). Beim Ausgang kann zwischen analog und PWM gewählt werden. Der lineare analoge Ausgang kann eingesetzt werden, wenn eine schnelle Ansprechzeit von <10 msec erforderlich ist. Der PWM-Ausgang empfiehlt sich, wenn eine geringe Geschwindigkeit, aber eine hohe Ausgangssignalstabilität, erforderlich sind. Ein Thermometer-Ausgangssignal überwacht die Umgebungstemperatur.

Die individuelle Kalibrierung lässt sich nach Anbringen des Sensors am Stromleiter durchführen. Die typische Messgenauigkeit liegt bei über +/-1% bei Raumtemperatur oder bei +/-2,5% über den gesamten Temperaturbereich von (-40..125 Grad C).

Produktversionen, Verpackung und Verfügbarkeit
Es sind zwei Produktversionen erhältlich. Der MLX91206CAL eignet sich für einen niedrigen Magnetfeldbereich von +/-10m T, während der MLX91206CAH für hohe Magnetfeldbereiche von bis zu +/-25m T geeignet ist. Der 91206CA liegt in einer Verpackung der Variante SOIC8, RoHS-kompatibel, bleifrei, zur SMD-Montage vor. Das Gerät steht für eine Großserienproduktion zur Verfügung. Testmuster ("Engineering Samples") sind auf Anfrage erhältlich.