Kleine Ströme messen mit GMR-Technik

6. März 2018, 21:16 Uhr
GMR-Stromsensor-IC ACS70331. Bild: Allegro MicroSystems.
GMR-Stromsensor-IC ACS70331. Bild: Allegro MicroSystems.
Allegro MicroSystems zielt mit dem ersten auf dem GMR-Effekt (Giant Magneto-Resistive) basierenden Stromsensor-IC ACS70331 auf Anwendungen, die Ströme mit weniger als 5 A erfassen sollen. Die ansonsten von den Köpfen von Festplatten bekannte GMR-Technik ist auch bei kleinen Serienwiderständen gut 25 x so empfindlich wie herkömmliche Hall-Sensor-ICs.

Die neue Sensortechnik wurde dazu entwickelt, kleine Ströme mit einer Auflösung von 1 mA bei sehr niedrigem Serienwiderstand von nur 1 mΩ zu erfassen. Trotz kleinem QFN-Gehäuse (3 x 3 mm) sind so sehr viel kleinere Verlustwiderstände im Vergleich zu gängigen Lösungen auf Shunt/Opamp-Basis möglich. Die wichtigsten Anwendungen sind: Ladegeräte für Smartphones, Tablets, Laptops, Funkgeräte und sonstige Mobilgeräte. Generell eignet sich der Stromsensor auch für IoT-Lasterkennung, kleine Überwachungs- und Motorsteuerungsanwendungen.

Der Analogausgang des Sensors liefert eine schnelle und rauscharme Spannung, die proportional zum fließenden Strom ist. Die Bandbreite erreicht 1 MHz und die Reaktionszeit des Sensors beträgt typischer 535 ns. Das IC ACS70331 wird in vier werkseitig programmierten Empfindlichkeits- und Offset-Pegeln angeboten, um Lösungen für verschiedene Strommessbereiche anzubieten.

Die differentielle Konfiguration der GMR-Elemente relativ zum integrierten Stromleiter erlaubt eine signifikante Unterdrückung von magnetischen Streufeldern, was selbst in magnetisch verrauschten Umgebungen einen stabilen Betrieb ermöglicht. Der Stromsensor benötigt eine Versorgungsspannung von 3,3 V und ist für den Temperaturbereich von –40 bis 85 °C ausgelegt.
 
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