ZHCSM20A June   2021  – June 2025 TMCS1100-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  功率等级
    6. 6.6  绝缘规格
    7. 6.7  安全相关认证
    8. 6.8  安全限值
    9. 6.9  电气特性
    10. 6.10 典型特性
      1. 6.10.1 绝缘特性曲线
  8. 7 参数测量信息
    1. 7.1 精度参数
      1. 7.1.1 灵敏度误差
      2. 7.1.2 偏移量误差和偏移量误差漂移
      3. 7.1.3 非线性误差
      4. 7.1.4 电源抑制比
      5. 7.1.5 共模抑制比
      6. 7.1.6 基准电压抑制比
      7. 7.1.7 外部磁场误差
    2. 7.2 瞬态响应参数
      1. 7.2.1 压摆率
      2. 7.2.2 传播延迟和响应时间
      3. 7.2.3 电流过载参数
      4. 7.2.4 CMTI，共模瞬态抗扰度
    3. 7.3 安全工作区
      1. 7.3.1 持续直流或正弦交流电流
      2. 7.3.2 重复脉冲电流 SOA
      3. 7.3.3 单粒子电流能力
  9. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能模块图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 电流输入
      2. 8.3.2 输入隔离
      3. 8.3.3 高精度信号链
        1. 8.3.3.1 温度稳定性
        2. 8.3.3.2 寿命和环境稳定性
        3. 8.3.3.3 频率响应
        4. 8.3.3.4 瞬态响应
      4. 8.3.4 外部基准电压输入
      5. 8.3.5 电流检测可测量范围
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 断电行为
  10. 9 应用和实现
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 总误差计算示例
        1. 9.1.1.1 室温误差计算
        2. 9.1.1.2 整个温度范围内的误差计算
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 开发支持
    2. 10.2 文档支持
      1. 10.2.1 相关文档
    3. 10.3 接收文档更新通知
    4. 10.4 支持资源
    5. 10.5 商标
    6. 10.6 静电放电警告
    7. 10.7 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

请参考 PDF 数据表获取器件具体的封装图。

机械数据 (封装 | 引脚)
  • D|8
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

9.2.2 详细设计过程

TMCS1100-Q1 应用设计过程有两个关键设计参数：所选的灵敏度版本 (A1-A4) 和基准电压输入。可以进一步考虑噪声和与 ADC 的集成，但这超出了本应用设计示例的范围。TMCS1100-Q1 传递函数实际上是一个跨阻，其可变失调电压由 VREF 设置，后者由方程式 28 定义。

方程式 28. TMCS1100-Q1

检测器件的设计首先侧重于更大限度地提高器件的灵敏度，同时在预期的电流输入范围内保持线性测量。线性输出电压范围受 TMCS1100-Q1 相对于接地的线性摆幅（摆幅GND）和相对于电源的摆幅（摆幅VS）的限制。使用上述参数，最大线性输出电压范围是在 VOUT,max 和 VOUT,min 之间的范围，由方程式 29 和方程式 30 进行定义。

方程式 29. TMCS1100-Q1
方程式 30. TMCS1100-Q1

对于双向电流检测应用，从 VREF 至地和电源都需要有足够的线性输出电压范围。表 9-4 展示了该示例应用的设计参数以及计算得出的输出范围。

表 9-4 示例应用设计参数
设计参数示例值
摆幅 VS0.2V
摆幅 GND0.05V
VOUT,max4.7V
VOUT,min0.05V
VOUT,max – VOUT,min4.65V

这些设计参数可产生 4.65V 的最大线性输出电压摆幅。若要确定 TMCS1100-Q1 的哪个灵敏度型号能够最充分地利用该线性范围，请通过方程式 31 和方程式 32 分别计算单向电流 (IU,MAX) 和双向电流 (IB,MAX) 的最大电流范围。

方程式 31. TMCS1100-Q1
方程式 32. TMCS1100-Q1

其中

  • SA<x> 为相关 A1-A4 型号的灵敏度。

表 9-5 显示了具有相应灵敏度的 TMCS1100-Q1 的每个增益型号的此类计算。

表 9-5 具有 4.65V 输出范围的最大满量程电流范围
灵敏度型号灵敏度IU,MAXIB,MAX
TMCS1100A1-Q150mV/A93A±46.5A
TMCS1100A2-Q1100mV/A46.5A±23.2A
TMCS1100A3-Q1200mV/A23.2A±11.6A
TMCS1100A4-Q1400mV/A11.6A±5.8A

通常，选择可提供所需满量程电流范围的最高灵敏度型号。对于本示例中的设计参数，适合选择灵敏度为 0.1V/A 的 TMCS1100A2-Q1，因为计算得出的最大线性可测量范围 ±23.2A 足以满足所需的 ±20A 满量程电流要求。

为应用选择合适的灵敏度型号后，可定义由 VREF 输入引脚定义的零电流基准电压。通过操作 方程式 28 和使用由 VOUT,max 和 VOUT,min 定义的线性范围以及满量程输入电流 IIN,FS，计算允许保持在线性测量范围内的最大和最小 VREF 电压，如方程式 33 和方程式 34 所示。

方程式 33. TMCS1100-Q1
方程式 34. TMCS1100-Q1

VREF 的任何值都可以在 VREF,max 和 VREF,min 之间选择，从而保持所需的线性检测范围。如果允许的 VREF 范围不够宽或不包括所需的 VREF 电压，则必须使用 TMCS1100-Q1 的较低灵敏度型号进行重复分析。通过使用所选的 VREF 电压和最大线性电压范围（如方程式 35 和方程式 36所示）可操作 方程式 28 从而求解任一方向上的最大允许电流。

方程式 35. TMCS1100-Q1
方程式 36. TMCS1100-Q1

表 9-6 显示了表 9-4 中示例设计参数的相应值。在这种情况下，选择了 2.5V 的 VREF，这样可使零电流输出为标称电源的一半。该示例 VREF 设计值提供 –24.5A 至 +22A 的线性输入电流检测范围，正电流定义为流入 IN+ 引脚的电流。

表 9-6 VREF 限制和相关电流范围示例
参考参数示例值最大线性电流检测范围
IMAX+IMAX–
VREF,min2.05V26.5A-20A
VREF,max2.7V20A-26.5A
所选 VREF2.5V22A-24.5A

为应用设计选择 VREF 后，必须定义适当的源。可有多种实现方式，但可能包括：

  • 来自电源电压的电阻分压器
  • 来自 ADC 满量程基准的电阻分压器
  • 专用或预先存在的电压基准 IC
  • 来自系统微控制器的 DAC 或基准电压

每一个选项都有优势，必须权衡每个实现方式的误差项、噪声、简易性和成本。在当前设计示例中，这些选项中的任何一个都可能可用，因为 2.5V VREF 是电源的中轨，这是一种通用 IC 基准电压，并且可能已经在系统中提供。如果当前应用设计的主要考虑事项是最大限度地提高精度，同时最大限度地降低温度漂移和噪声，则必须选择专用电压基准。在这种情况，可以选择 LM4030C-2.5 来优化系统精度，而不会显著增加成本。图 9-3 描述了所介绍的电流检测系统设计。

TMCS1100-Q1 TMCS1100-Q1 电流检测系统设计示例图 9-3 TMCS1100-Q1 电流检测系统设计示例