ACS712 引脚如何处理 20 A?
请注意,该 IC 已停产,不推荐用于新设计,他们推荐使用 ACS723。它还在完全相同的封装上提供 30A 版本。
PCB 跟踪计算器依赖于基本假设:
- 长分布的痕迹。
- 薄导电层。
- 给定电路板几何形状和走线位置,可接受的应用温升
对于许多应用,限制因素是走线的电阻以及可接受的电压降。在其他应用中,PCB 的温升会影响其中组件的可用功耗。但是,如果这些因素不重要,更薄的走线就成为可能。
但在 IC 上,这些假设都不成立:
- 引脚和相关的焊料比它们所连接的 PCB 层厚得多。
- IC 是小型集总元件,其功耗受限于其尺寸和 PCB 提供的散热片面积(如果不涉及额外的散热片)。
IC 上电流的主要限制是:
- 键合线的载流能力(这些本质上是保险丝)
- 封装/IC 功耗
- 专门用于功耗的 PCB 区域。
在这个特定的 IC 上,很明显,电源走线甚至不接触 IC 本身,也就是说,没有与之关联的键合线。它依靠作为封装一部分的薄的短金属桥来产生与 IC 内的霍尔传感器相互作用的磁场。它指定该电桥的总电阻(包括引脚本身)小于 1.5mΩ。
这意味着,在 30A 电流下,IC 的功耗将低于 1.4W,当按照数据表中的规定进行安装时,这意味着温升低于环境温度 32°C(远低于 80°C 的最大规格)。降低 IC 温度似乎更多的是保持精度而不是处理功耗问题。
另请注意,数据表要求一定数量的耗散面积。通过提供 1500mm^2 的 2oz 铜进行散热,温升降低到仅 7°C。这样的区域可以很容易地通过 PCB 中所需的粗迹线来提供。
您的问题几乎适用于所有大电流 IC 和功率器件。很明显,引线本身是粗铜线,容量远远超过20A。例如,许多功率 FET 可以处理 100 安培的脉冲电流。
提供 PCB 走线以允许该电流流动与器件引线框架和连接线的能力几乎无关。
这段ACS 视频展示了一个 100A 的设备,可能会对您有所帮助。请注意,暴露在 100A 电流下的 PCB 数量非常少,因为它们有大型铜连接器直接用螺栓/焊接到设备附近的 PCB 上。大多数 PCB 厚度/宽度计算器都在使用给定的 CSA 计算线性长度上的电压降。保持 PCB 长度较短,压降较小,因此功耗较小。
Allegro的这个解释也可以帮助您理解为什么 IC 内的载流导体变窄以产生所需的磁场。
增加PCB铜厚度的主要问题是成本。仅以高厚度进行选定的轨道成本非常高,通常这也会增加基础 PCB 的厚度,以为连接线提供机械强度。
在 PCB 上提供铜引线框架要便宜得多,这些引线框架可以是冲压的,也可以是 SMT 或通孔。请参阅此处和此处,并在 Google 上搜索其他选项。
对于少量 DIY,我只需将一根电线焊接到 PCB 轨道上,简单而有效。
大多数 1.2 mΩ 电阻位于下部引脚上的微小环路中,以使霍尔效应传感器工作。2.1 kVRMS 绝缘是嵌入式环氧树脂间隙。
它必须携带这个电流,但不是很远。
因此,电流循环的其余部分取决于您的设计。
通过设计,您可以保持电流环路面积小且与接地层或电源层短路,或卸载到类似的 1 mΩ 触点和重型电缆等。
通常 DIY 电流分流器最大下降 50mV 以限制功率分流电阻器的功耗,然后使用高电压增益。该 IC 仅下降 24mV,因此@20A 时的耗散仅为 480mW。
它也是电隔离的。因此有许多优点,Allegro 专注于使霍尔传感器的非线性效应补偿合理的误差容限。