業(yè)內首發(fā)ASIL B等級、低阻抗小封裝電流傳感器芯片TLE4973，適用OBC等電源應用

TLE4973是英飛凌在前兩代電流傳感器TLE4971和TLE4972基礎上推出的新一代產(chǎn)品。該芯片是業(yè)內首款滿(mǎn)足ASIL B功能安全的電流傳感器芯片，同時(shí)其全新的封裝設計體現了英飛凌在半導體技術(shù)領(lǐng)域的持續創(chuàng )新能力和顛覆傳統的開(kāi)拓精神，是OBC(車(chē)載充電機)等電源類(lèi)應用的最佳選擇。

TLE4973分為集成導體式（TLE4973- Axxx，TLE4973- Rxxx）和外置導體式（TLE4973- AExxx，TLE4973- RExxx）兩個(gè)類(lèi)別。

本文僅探討在OBC應用中最為常見(jiàn)的集成導體式產(chǎn)品，以實(shí)用性最強的型號TLE4973- R120T5-S0001為例進(jìn)行介紹。

該產(chǎn)品使用英飛凌獨特的PG-TISON-8-6封裝(圖中及下文簡(jiǎn)寫(xiě)為T(mén)ISON-8)，在8mm*8mm*1mm的體積內封裝了內阻僅為0.22mΩ的原邊導體，比目前市場(chǎng)上最常用的SOIC-16封裝阻抗降低68%，而占PCB面積則減小了57%，高度降低了62%。阻抗的降低顯著(zhù)減小了芯片本身的發(fā)熱，如下為T(mén)ISON-8封裝與SOIC-16封裝在相同條件下的溫升對比，可顯著(zhù)降低75%-77%。

TISON-8封裝與SOIC-16封裝在相同條件下的溫升對比

*說(shuō)明：上圖測試結果取自同封裝產(chǎn)品TLE4971

除以上的顯著(zhù)優(yōu)勢外，該產(chǎn)品最突出的特點(diǎn)是其帶有數字通訊功能，進(jìn)而實(shí)現了芯片自檢，從而符合ASIL B功能安全（SEooC）的診斷需求：

1、MCU采用單總線(xiàn)即可實(shí)現對最多8個(gè)TLE4973的自動(dòng)尋址和通訊，這意味著(zhù)在OBC應用中采用一根總線(xiàn)即可實(shí)現對系統中所有的電流傳感器實(shí)現通訊，從而有效節約了MCU資源。

單總線(xiàn)通過(guò)DCDI口實(shí)現對多個(gè)芯片進(jìn)行自動(dòng)尋址和功能配置

2、MCU與各芯片之間的通訊采用UART協(xié)議，可支持2400-57600bit/s波特率傳輸，從而實(shí)現如下功能：

• 芯片溫度獲取

該功能可實(shí)現芯片溫升情況的實(shí)時(shí)監控，解決了在高功率密度條件下電流傳感器發(fā)熱高但是測溫難的問(wèn)題，提升了系統可靠性。

• 過(guò)流閾值點(diǎn)設置，過(guò)流反應時(shí)間設置，過(guò)流消抖時(shí)間設置

過(guò)流閾值點(diǎn)、過(guò)流反應時(shí)間、過(guò)流消抖時(shí)間均可使用寄存器進(jìn)行配置，可有效解決目前常用的VOC閾值靠外部電阻分壓進(jìn)行配置而導致的誤觸發(fā)問(wèn)題(見(jiàn)下圖)。

• 靈敏度和量程修改

客戶(hù)可根據需求修改為所需的靈敏度和量程。（僅適用于TLE4973- A120T5和TLE4973- R120T5）

• 比例輸出Radiometric功能配置

用戶(hù)可根據需求關(guān)閉或者打開(kāi)比例輸出功能。

• 診斷功能——對主模擬路徑（靈敏度）自檢和OCD模擬路徑自檢

通過(guò)發(fā)送指令給芯片，芯片的模擬輸出會(huì )輸出指定值，用戶(hù)采樣該值進(jìn)行靈敏度自檢。OCD功能自檢用于檢驗內部過(guò)流檢測比較器是否正常。

最后，TLE4973后綴為S0001的產(chǎn)品可以配置為單端輸出、半差分輸出、全差分輸出模式，采用差分輸出模式在輸出信號PCB走線(xiàn)較長(cháng)時(shí)可提高抗干擾能力，同時(shí)可提高測量精度，詳情請參考應用手冊。此處以單端輸出為例進(jìn)行說(shuō)明：雖然TLE4973為5v供電芯片，可將VREF引腳配置為1.25v輸入模式，從而實(shí)現AOUT以1.25v為偏置電壓的信號輸出，完美匹配3.3v供電MCU的應用，如下圖示意：

3.3v供電MCU與TLE4973連接示意圖

綜上所述，英飛凌對電流傳感器的顛覆性設計為OBC等電源類(lèi)應用注入了活力，給用戶(hù)帶來(lái)了全新體驗，是助力電源提高功率密度，增強系統可靠性的最佳選擇。

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