本文介紹了Allegro MicroSystems(以下簡稱Allegro)的新型大電流ACS772霍爾效應電流傳感器集成電路的應用原理，并概述其先進功能以及針對先前Allegro大電流傳感器的改進。
ACS772 是Allegro長期供貨的一系列大電流測量器件中的最新產品。ACS772采用Allegro專有的CB封裝，具有超高功率密度、高浪涌電流容量，并具有廠家編程選項，電流測量范圍為50～250A。CB封裝可以通孔直接焊接到印刷電路板上，該器件具有很高隔離度，無需使用光耦合器等昂貴的隔離技術。
ACS772具有增強型帶寬200kHz，比其前身ACS770高出約80kHz。ACS772不僅能更快地響應電流瞬變，而且通過專有補償技術，它還具有更高的精度和最小的壽命周期漂移。由于采用相同的引腳排列和器件操作方式，ACS772可以直接插入替代原來的ACS770和ACS758。
CB封裝和隔離
CB封裝的內部配備鐵磁體集中器，能夠將載流線產生的磁場引導到霍爾元件的敏感平面。圖1顯示了組成CB封裝的各種組件。穿過引腳框的電流產生磁場，由集中器器引導到IC。信號引腳從整體成型封裝伸出，以連接外部電路。
圖1：CB封裝內部結構。
霍爾效應電流傳感器的本質決定了器件具備固有的隔離特性，這是因為載流引腳框架不需要以電氣方式連接IC。封裝內的整體成型化合物還使IC和引腳框的信號引腳絕緣。CB封裝已通過UL規范60950-1認證，如相關數據表中所示，額定值為4800VRMS 60秒。
總輸出誤差與生命周期漂移
在可能的情況下，需要針對具體應用進行校準，但這可能成本高昂，并且僅限于客戶的線端生產系統。為此，Allegro設計出ACS772，它具有迄今為止所有CB電流傳感器的最低壽命周期漂移。為了實現ACS772的最小壽命周期漂移，Allegro設計了指定總輸出誤差漂移的新方法。ACS772指定了包括壽命周期漂移的總輸出誤差，因此無需為標稱誤差指定添加漂移值。
溫度額定值
Allegro電流傳感器IC的最高結溫(TJ(MAX))為165°C，所有ACS772器件均在150°C的環境溫度(TA)下進行測試。只要不違反最高結溫規格，器件就可以在最高環境溫度下安全工作。對于持續高電流應用中的器件，TA值會降級，因為預計阻性加熱會使內部溫度接近最大結溫。如表1所述，這些溫度代碼直接出現在設備編號后面的部件名稱中：ACS772LCB-050B-PFF-T.
表1：Allegro溫度代碼。
電源電壓等級
Allegro對ACS772進行了優化，并在生產中進行編程，工作電壓為5V。ACS773采用與3.3V電源軌相同的方式進行優化。有關詳細信息，請參閱Allegro網站的器件數據表。
ACS772和ACS773系列擁有針對5V和3.3V電源優化的器件，可替代Allegro的任何老款器件，包括ACS758、ACS759和ACS770。
欠壓鎖定
欠壓鎖定（UVLO）可防止ACS772在其優化電壓范圍之外工作；它還為系統提供有關電源電壓降的診斷能力。為了使ACS772和ACS770正確加電，電壓必須超過鎖定閾值（VUVLOH)）并在預定時間（(tUVLOD）內保持在該電平之上。如果器件未正確供電，輸出將保持接地。此外，如果電源電壓低于另一個閾值（VUVLOL）足夠長（tUVLOE），輸出將接地，并且器件必須重新供電。0V輸出電壓超出器件的預期范圍，可能表示傳感器在電源電壓規格之外工作。這是針對5V器件（ACS772）。
而3.3V ACS773具有加電重置（POR）功能。這主要以相同的方式起作用，但在低于下限時沒有計時器。器件立即關閉并進入高阻態。
成比例輸出
ACS772/3的比例輸出根據電源電壓的變化進行調整。由于VCC的變化，基于與電流傳感器IC相同電源電壓的ADC應用具有更小的測量誤差。ACS758、ACS770和ACS772的整個高電流產品系列，具有可提供這種增強性能的比例輸出。
帶寬和響應時間
與之前型號的120kHz帶寬相比，ACS772/3的帶寬增加到200kHz。這允許器件更快地響應電流瞬變，這在圖2中突出顯示，而響應時間參數的確切值在表2中進行比較。
圖2：ACS770和ACS772的階躍響應。
表2：響應時間比較。
噪聲性能
可以預期，更高的帶寬需要更高的噪聲，但ACS772不僅具有更高的帶寬，而且還具有與ACS770類似的噪聲性能。下面表3比較了典型的噪聲值，并計算了ACS772的200kHz和120kHz濾波操作。
表3：噪聲比較。
圖3非常明顯的展示每個器件的噪聲，其中對噪聲密度進行了比較。所有這些器件的額定值都是150A，并具有相同增益13.33mV/A。
圖3：ACS758、ACS770和ACS772噪聲比較。
結論
采用CB封裝的Allegro下一代ACS772和ACS773器件可在整個使用壽命周期內，并且在較寬的工作溫度范圍內提供更快的響應時間和更高的精度。這些傳感器非常適合需要下一代更高性能的應用，并提供各種電流范圍和電源電壓，以滿足具體應用的需求。完全相同的封裝和操作使ACS772和ACS773可以直接替代Allegro原有的ACS758、ACS759和ACS770器件。