【应用】如何快速主动地保护汽车电瓶？试试这款霍尔电流传感器吧

时间： 2017-02-22 来源：世强作者：在路上

技术问答

【摘要】针对汽车电瓶负荷越来越重而导致耗电快、电池寿命缩短甚至引发汽车自燃等现象。通常采用快速、主动的方式来保护电瓶。对此，本文分析了MELEXIS的霍尔电流传感器芯片MLX91206用于电瓶保护的优势所在。MLX91206的偏移、敏感度、钳位电平等传输特性是完全可编程的，采用非接触式的霍尔原理实现电流检测，且有多种灵敏度版本的型号可选，是保护汽车电瓶的不二之选。

汽车电瓶负荷重竟然会导致汽车自燃

汽车上电子设备的增多使得汽车电瓶的负荷越来越重。如前装电子设备和后装的用电器（行车记录仪、空气净化器、加湿器，甚至大功率的逆变器等）。如此众多的用电器，如果同时工作，那么消耗的电能和电瓶输出的电流是非常大的，并且如果其中某一个用电设备内部短路(或因线路老化而发生短路)，由于电瓶内阻很小，导致母线电流急剧增大（电流高达几百安培），这会使电瓶发热、使电解液很快蒸发，电量将很快被消耗掉，降低电瓶的容量、缩短其使用寿命，甚至提前报废，更严重的后果可能导致汽车发生自燃，造成人身及财产重大的损失。下图1是自燃后的汽车图片：

图1：自燃后的汽车

如何快速主动地保护汽车电瓶？试试这款电流传感器吧！

尽管汽车电子系统里面都有各种的保护电路和器件，如保险丝、自恢复保险丝、压敏电阻、TVS等。世强也有力特的汽车电子保护器件。但这种保护是被动的，对于汽车电瓶保护来讲，需要快速的主动保护。这里推荐Melexis的霍尔电流传感器MLX91206，用于实时监测从汽车电瓶母线上流过的电流，下图2是汽车电瓶保护电路图：

图2：汽车电瓶保护电路图

Melexis的MLX91206跨在连接电瓶输出与负载之间的铜板上（下图3是图2中红色虚框中的MLX91206CAH高灵敏度版本的电流传感器模块实物图），铜板上流过电流产生磁力线，经芯片内部的IMC（集磁片进行汇聚，将平行磁力线变成垂直磁力线），内部的霍尔盘将其转换为相应的电压信号，再经放大、模数转换和滤波输出（输出信号有模拟和PWM可选）到MCU，MCU处理后进行判断，如检测到母线电流超过某一个阈值，就发出关断指令驱动功率MOSFET将电瓶和后端负载切断，从而达到主动保护电瓶的目的。

图3：MLX91206电流传感器模块的实物图

Melexis的霍尔电流传感器芯片MLX91206用于电瓶保护的优势：

1）采用非接触式的霍尔原理实现电流检测，母线和传感器可以做到电气上的隔离，安全。

2） MLX91206的偏移、敏感度、钳位电平等传输特性是完全可编程的，这样在应用时，可根据实际情况进行调整，非常灵活。输出方式可以选择模拟或者PWM(可提高EMC性能)。高速应用场合可以使用线性模拟输出，其反应时间8微秒，而保险丝的反应时间在毫秒级，这一关键特性对于电瓶保护系统的快速响应是非常有利的。可将因短路而产生的安全隐患扼杀在萌芽状态。

3） MLX91206有多种灵敏度版本的型号可选，低灵敏度磁场强度范围-10到10mT，高灵敏度磁场强度范围在-25到25mT，并且其非线性误差精度高达0.5%FS，如下表：

表1：MLX91206多种灵敏度版本参数

由于汽车在启动瞬间的启动电流非常大，汽油机的启动电流可达200到600A，而柴油机可达800A以上。为了防止误动作，可以选择高灵敏度版本的型号MLX91206LDC-CAH，在传感器电流检测量程设计上，我们可以留一定的余量，可按照如下其计算公式来计算：

（其中W为屏蔽罩的宽度，B为磁场强度）

磁感应强度B最佳的目标值是25mT。在大电流的应用中，屏蔽罩可能变得相当宽(在I=800A时，要求W为40mm)。因此，一些额外的设计技巧需要考虑。为了最佳的磁感应强度与机械性能，母线与屏蔽罩的尺寸应该相当。具体讲，屏蔽罩内部的宽度不应该超过母线宽度的1.5倍。一个宽的屏蔽罩包围一个窄的母线达不到预期的效果。更详细的设计可参考 CURRENT SENSORS REFERENCE DESIGN Guide Application Note

4） MLX91206芯片内部集成温度传感器，自身提供温度输出，可用于监控芯片自身的温度，间接检测PCB和铜板的温度，从另一个方面判断母线上是否有过流而发热的问题。加之其工作温度范围从-40度到150度。就算将该电流传感器模块安装在密闭的引擎盖里面，都不用担心其出现失效问题。

综上所述，Melexis的这款霍尔电流传感器MLX91206，具有非常不错的性能优势，用在汽车电瓶保护系统或其他的电流检测应用场合，都是非常不错的选择。如需MLX91206芯片样品和相关的设计资料，请与世强联系。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（0）

暂无评论

【应用】BMS电流采集优化方案：1000A电流无损检测

MLX91208内置MCU的在线可编程电流传感器，不直接参与电池组充放过程。

新应用发布时间 : 2017-04-20

【技术大神】霍尔电流传感器在大扭矩电机中的实际应用案例

本文主要介绍采用MELEXIS MLX91210传感器进行电机电流采样的实际案例分析。

新应用发布时间 : 2017-02-15

【技术大神】非接触式电流传感器MLX91206在车用电流监控器中的应用

针对汽车自燃的安全隐患，在车用电流监控器的优化方案中，我们用世强公司代理的MLX91206电流传感器芯片。该优化方案具有高精度，小体积，能实时监控整车电流的优势。

新应用发布时间 : 2016-12-01

【经验】霍尔电流传感器校准方法全攻略

盲校精度可达5%，前端校准精度高达0.1%，后端校准-适用于多传感器应用。

设计经验发布时间 : 2017-03-18

光伏逆变器输出端进行电流检测时，可以使用高频电流互感器代替霍尔电流传感器检测50Hz工频电流的大小吗？

光伏逆变器输出到电网端的电流为工频电流，通常使用霍尔电流传感器进行测量，可以采集交流、直流和脉冲电流。高频互感器一般应用在1KHz以上的交流信号测量，如果应用在工频电流测量电路，可能会导致内部磁芯饱和而失效。所以在逆变器输出端进行电流检测时不能使用高频电流互感器。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

迈来芯推出霍尔电流传感器、快速预编程磁性解角器等产品，助力实现电动自行车高效引擎并有效节能降耗

在迈来芯，我们致力于推动可替代出行工具（包括电动自行车）的革新与发展。我们凭借创新的芯片解决方案，将传统自行车的便捷性与电动辅助的高效力量巧妙融合，为电动自行车带来了前所未有的显著优势。

应用方案发布时间 : 2024-03-26

【技术】Melexis电流传感器设计指导之IMC-Hall电流传感器

IMC-Hall电流传感器方案设计，由IMC-Hall电流传感器（及PCB）、铜排、屏蔽罩三部分组成。

技术探讨发布时间 : 2017-06-30

【经验】MLX91208可编程霍尔电流传感器U型屏蔽罩设计要点

Melexis公司推出的MLX91208可编程霍尔电流传感器是非接触式大电流采样的核心芯片，在做电流采样设计的时候，需要有U型屏蔽罩。该屏蔽罩的设计，能影响电流传感器的精度和可靠性，本文讲述U型屏蔽罩设计的要点。

设计经验发布时间 : 2017-10-30

【IC】Melexis推出首款第三代可提供0.5%精度的电流传感器芯片MLX91230，是电动汽车电池管理和配电系统的理想选择

2023年9月12日，Melexis推出首款第三代电流传感器芯片MLX91230。这种数字解决方案可提供0.5%的精度，设计紧凑，价格实惠。该产品集成IVT（Current-Voltage-Temperature）测量功能，内置有微控制器（MCU），可减轻ECU的处理负担，并且具有预装的安全功能。MLX91230是电动汽车电池管理和配电系统的理想选择。

产品发布时间 : 2023-09-14

【技术】Melexis电流传感器设计指导之传统霍尔电流传感器

主要介绍两大传统霍尔电流传感器MLX91207/MLX91209相关的设计问题。

技术探讨发布时间 : 2017-06-15

【经验】MLX91209可编程单片式霍尔电流传感器应用于开环霍尔传感器设计指引

Melexis MLX91209是一款可编程单片式霍尔电流传感器IC，采用标准SIP封装，并提供一个与外部磁通密度（flux density）成比例的高速模拟输出信号。MLX91209具有电隔离、快速响应时间和小封装尺寸等特性，适合于直流和高达200kHz的交流电流测量。本文以适合于汽车电驱用自制三合一霍尔电流传感器为例，介绍MLX91209的设计应用。

设计经验发布时间 : 2018-08-24

【产品】Melexis新推霍尔/分流电流传感器MLX91230和MLX91231，实现电动汽车电源系统灵活性和可重用性

Melexis通过发布MLX91230和MLX91231产品，巩固了其在汽车电流传感市场的地位；它们采用了分流或霍尔电流传感器技术，这些符合ASIL的器件可以测量电压、电流和温度。客户的电动汽车（EV）电源系统将具有灵活性和设计可重用性。

产品发布时间 : 2022-11-23

【应用】迈来芯霍尔电流传感器 MLX91220助力车载EPS设计，响应时间2μs

汽车EPS是电子助力转向系统，是指在汽车转向时，传感器检测到转向盘的力矩和方向，发送信号给电控单元，然后控制电动机输出相应的转动力矩，本文介绍被应用在EPS电流采样中的迈来芯（MELEXIS）霍尔电流传感器-MLX91220。

应用方案发布时间 : 2022-02-23

【应用】迈来芯集成霍尔电流传感器MLX91220应用于电源模块电流检测响应快，兼容ACS37002设计

OBC（车载充电机）方案设计中，AC侧需要做电流检测，通常方案会采用霍尔电流传感器芯片设计。推荐迈来芯霍尔电流传感器MLX91220应用在OBC，满足隔离电压/采样速率以及低损耗要求。MLX91220在响应速度/采样精度以及供电电压性能方面都能很好的兼容ACS37002，在车载充电机/DC-DC/高功率电源模块上可以考虑应用。

应用方案发布时间 : 2021-06-20