CFS1000 Programmierbarer SMD-gehäuster AMR Stromsensor

Der CFS1000 wurde für die magnetische Messung von DC, AC sowie gepulsten Strömen entwickelt. Der kompakte, kernlose Stromsensor bietet mit seinem großen Messbereich eine hohe Design-Flexibilität. Das Closed-Loop-Prinzip ermöglicht eine hohe Linearität und geringe Temperaturabhängigkeit. Das Differenzfeld-Messprinzip bietet zudem eine hohe Störfeldunterdrückung.

  • Galvanische Trennung

  • Kernlose Strommessung bis zu 1000 A

  • Kompensierte Differenzfeldmessung (Closed-Loop-Prinzip)

  • Breitbandige Strommessung: DC, AC (bis zu 500 kHz)

  • Überstromerkennung mit einstellbarem Schwellenwert

  • AEC-Q100 qualifiziert

Der Messbereich des Stromsensors wird über die Strompfad-Geometrie einer externen Stromschiene eingestellt, die bei kleinen Strömen direkt in die Leiterplatte integriert werden.

Der Sensor lässt sich daher sehr flexibel bei kleinen als auch bei großen Strömen einsetzen. Bei der Realisierung der Stromschiene für Ihren Messbereich unterstützen wir Sie mit Design-Tools bzw. Design-Support.

  • Primärnennstrom IPN bis zu 1000 A
  • Messbereich bis zum 3-fachen IPN (Peak)
  • Hohe Linearität
  • Geringe Temperaturabhängigkeit
  • Keine Hysterese- und Sättigungseffekte
  • Exzellente Genauigkeit
  • Temperaturbereich -40 °C bis +125 °C
  • Hoher Signal-Rausch-Abstand
  • Standard SMD SO16w Gehäuse

Der CFS1000 im SMD Gehäuse und unipolarer 5 V Versorgungsspannung eignet sich zum Beispiel für messtechnische Aufgaben in den Bereichen:

  • Elektrische Antriebstechnik (Industrie, Elektromobilität)
  • Leistungselektronische Inverter und Konverter
  • Photovoltaik (Mikroinverter)
  • Schaltnetzteile
  • Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Allgemeine Informationen

Der programmierbare Stromsensor CFS1000 wurde für die hochdynamische, magnetische Messung von DC, AC sowie gepulsten Strömen entwickelt. Der CFS1000 ist ein Closed-Loop-Stromwandler bestehend aus einem AMR-Sensorchip, einer Auswerteschaltung (ASIC) sowie zwei Magneten in einem SMD SO16w-Gehäuse.

Berührungslose und insbesondere breitbandige Strommessungen bis zu 500 kHz im Bereich von 10 A bis 1000 A sind damit möglich. Der Messbereich des Stromsensors wird dabei über die Geometrie einer externen Stromschiene eingestellt. Aufgrund des Differenzfeld-Messprinzips bietet er zudem eine hohe Störfeldunterdrückung.

Der genutzte Anisotrope MagnetoResistive (AMR) Effekt ermöglicht mit seiner hohen Empfindlichkeit ein exzellentes dynamisches Ansprechen ohne Hysterese- und Sättigungseffekte, die bei Strommesssystemen mit Eisenkern auftreten. Der große Messbereich ermöglicht dem Kunden eine hohe Design-Flexibilität, da verschiedenste Messaufgaben mit nur einem Sensortyp bewältigt werden können.

Der CFS1000 ist ein kompakter, Low-Cost aber dennoch hochwertiger Stromsensor mit automotive Qualifizierung nach AEC-Q100. Das Konzept als vorqualifizierte Messzelle ermöglicht die schnelle Anpassung, mit geringem Engineering-Aufwand, an kundenspezifische Anwendungen in der modernen Leistungselektronik.

Technische Daten

SymbolParameterMin.Typ.Max.Einheit
VCCVersorgungsspannung4,755,005,25V
IPNPrimärnennstrom (RMS) 1)10-1000A
IoutAusgangsstrom bei IPN-2-mA
fCOObere Grenzfrequenz (-3dB)-500-kHz
εGesamtgenauigkeit (T = 25 °C) 2)--±1%
Tε∑Gesamtgenauigkeit (T = -40 bis +125 °C) 2)--±2%
TambUmgebungstemperatur-40-+125

°C

1) Der Strombereich wird durch die Geometrie des externen Primärleiters definiert. Messbereich ist der 3-fache Primärstrom, beschränkt auf 1 s in einem 60 s Intervall.

2) Der Gesamtgenauigkeitsfehler beinhaltet Offset-, Linearitäts- und Empfindlichkeitsfehler (ε = εG + εoff + εlin).

Messprinzip

Der zu messende Strom (Primärstrom IPN) wird unterhalb des Sensors durch einen in der Regel U-förmigen Leiter, wie zum Beispiel eine Stromschiene, geführt. Dadurch wird ein differenzielles Magnetfeld (Gradient) zwischen den beiden Seiten des Leiters erzeugt, das vom Sensor-Element gemessen wird. Durch die Messung des Feldgradienten an zwei dicht benachbarten Messpunkten, erreicht der Sensor eine hervorragende Störfeldunterdrückung. Die Aussteuerung des Sensorelements wird durch ein Gegenfeld auf dem AMR-Sensorchip ausgeregelt (Kompensationsschleife). Die Größe des hierfür benötigten Kompensationsstroms ist das proportionale Maß für den Messstrom und bildet das Ausgangssignal des Stromsensors. Durch die Kompensation des Primärfeldes (Closed-Loop-Prinzip) werden eine hohe Linearität sowie eine geringe Temperaturabhängigkeit erreicht.

Stromschienen-Design

Die Stromschiene wird speziell für Ihren Anwendungsfall angepasst. Die Geometrie der Stromschiene ist dabei ausschlaggebend für die optimale Performance des CFS1000. Zur ersten analytischen Abschätzung der Stromschienen-Geometrie und der resultierenden Sensor-Performance steht Ihnen unser kostenloses Simulationstool „Calc-U-Bar“ zur Verfügung.

Zusätzlich bieten wir die Möglichkeit, Ihre Stromschiene von unseren Experten optimal für Ihren Anwendungsfall auslegen zu lassen – anhand einer 3D FEM-Simulation. Hier können z. B. Frequenzeffekte oder Störeinflüsse benachbarter Leiter auf den CFS1000 untersucht werden.

Hohe Flexibilität: Für Ströme ab 100 A kann der Leiter als massive Stromschiene auf der Rückseite einer Leiterplatte geführt werden, wohingegen für kleinere Ströme die Leiterbahnführung innerhalb der Leiterplatte unter dem Sensor erfolgt.

Datenblätter

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