ZHCUDL3 December   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 术语
    2. 1.2 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 传感器选择
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 TLV387
      2. 2.3.2 TLV9054
      3. 2.3.3 MSPM0G5187-LP
      4. 2.3.4 LOG300
      5. 2.3.5 UCC28881
      6. 2.3.6 TPS709
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 电流传感器
    2. 3.2 混合积分器
    3. 3.3 带通滤波器
      1. 3.3.1 对数放大器
      2. 3.3.2 电流低通滤波器
      3. 3.3.3 非隔离式电压检测
      4. 3.3.4 自动标记电路
        1. 3.3.4.1 线路电压检测
        2. 3.3.4.2 电弧间隙电压检测
        3. 3.3.4.3 差分至单端转换
      5. 3.3.5 电源
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 软件
    3. 4.3 测试设置
      1. 4.3.1 电弧测试装置
    4. 4.4 测试结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
    2. 5.2 工具与软件
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5. 5.5 商标
  12. 6作者简介

3.1 电流传感器

选择 PCB 罗氏线圈，是因其在宽带宽范围内具有线性度且成本低廉。TI 器件可解决该线圈在集成化设计与灵敏度偏低方面的技术难题。

该线圈用作差分线圈，配备匹配的返回回路。与导体的距离通过控制磁场密度与回路面积，决定了罗氏线圈的灵敏度。当该高增益差分信号出现回路路径失配时，外部磁场会耦合至信号中。

本线圈采用创新布局设计，在偏移内层过孔的同时实现环路路径匹配。这可以实现更高的环路密度。本设计由四个交错排布的罗氏线圈构成。两组线圈（外侧线圈与内侧线圈）采用反向绕制方式串联连接。这些线圈与另一组以相同方式绕制的线圈对进行差分连接。

此拓扑结构可抑制电感和电容噪声，同时提高线圈密度。传统绕制方案不具备过孔偏移设计。本发明借鉴了 TIDA01063 与 PCB 罗氏线圈绕制拓扑的研究成果(1)。

TIDA-010971 PCB 罗氏线圈绕制布局图 3-1 PCB 罗氏线圈绕制布局

图 3-2 展示了等效电路模型。

TIDA-010971 罗氏线圈的 TINA 仿真原理图图 3-2 罗氏线圈的 TINA 仿真原理图

罗氏线圈的输出信号与被测电流的微分值成正比。对于周期性信号，其微分值可通过方程式 1 计算得出。

方程式 1. s i n ( w t ) = w × c o s ( w t )

在 PCB 线圈的自谐振点以内，该结果与仿真传递函数一致。对于该小型线圈，理论自谐振点超过 40MHz。关于 PCB 罗氏线圈的设计详情，可参见 TIDA-010987 和 TIDA-01063。

TIDA-010971 PCB 罗氏线圈的仿真波德图图 3-3 PCB 罗氏线圈的仿真波德图