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ZHCUBV3 March 2024

3.1 霍尔效应电流传感器原理图设计

TMCS1123 提供 ±1300V 增强型工作电压，间隙和爬电距离为 ≥8mm。当使用 3.3V 电源供电时，TMCS1123Bx 的零电流输出为 1.65V，因此适用于双向电流检测，其单极满量程模拟输出为 0V 至 3.3V。TMCS1123Bx 每种型号具有不同的灵敏度，采用 3.3V 电源，并支持 ±10.3A 至 ±62A 的宽电流测量范围。

图 3-1 霍尔传感器 TMCS1123 原理图

在此参考设计中，TMCS1123B1 用于直流和交流噪声测试，B3 版本用于抗噪、过流检测和延迟测试。对于 B1 版本，灵敏度为 25mV/A，线性输入电流范围为 ±62A。对于 B3 版本，灵敏度为 75mV/A，线性输入电流范围为 ±20.7A。V_REF 引脚输出恒定的 1.65V 电压，可连接到 ADC 的负输入端，并形成伪差分输入，这有助于提高抗噪性能。

OC 和 FAULT 引脚均为开漏输出，因此需要一个上拉电阻器。在此设计中，OC 引脚和 FAULT 引脚通过 10kΩ 上拉电阻器连接到 3.3V 电源。对于 OC 引脚，施密特触发器 SN74LVC1G17 用于滤除噪声并避免误触发，R₁₉ 和 C₁₅ 用于消隐噪声，而默认延迟 t_d 可使用方程式 1 计算：

方程式 1.

t_{d} = R_{19} C_{15} = 1 μ s

V_OC 用于设置过流检测阈值。V_OC 可以使用方程式 2 来计算：

方程式 2.

V_{O C} = \frac{S \times I_{O C}}{2.5}

其中

S 是霍尔传感器的灵敏度。对于 TMCS1123B1，S = 25mV/A，而对于 TMCS1123B3，S = 75mV/A
I_OC 是过流阈值。

为了设置 40A 的阈值，V_OC 需要为 1.2V。

电阻分压器 R₂₂ 和 R₂₃ 的计算公式为方程式 3：

方程式 3.

\frac{R_{23}}{R_{22} + R_{23}} = \frac{V_{O C}}{V_{s}}

选择 7.87kΩ 作为 R23 时，R22 需要为 13.77kΩ。