2024-04-29 08:29
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品。該晶片是業內首款滿足ASIL B功能安全的電流傳感器晶片，同時其全新的封裝設計體現了英飛凌在半導體技術領域的持續創新能力和顛覆傳統的開拓精神，是OBC(車載充電機)等電源類應用的最佳選擇。
TLE4973分為集成導體式（TLE4973- Axxx，TLE4973- Rxxx）和外置導體式（TLE4973- AExxx，TLE4973- RExxx）兩個類別。
本文僅探討在OBC應用中最為常見的集成導體式產品，以實用性最強的型號TLE4973- R120T5-S0001為例進行介紹。
該產品使用英飛凌獨特的PG-TISON-8-6封裝(圖中及下文簡寫為TISON-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%。阻抗的降低顯著減小了晶片本身的發熱，如下為TISON-8封裝與SOIC-16封裝在相同條件下的溫升對比，可顯著降低75%-77%。
TISON-8封裝與SOIC-16封裝在相同條件下的溫升對比
*說明：上圖測試結果取自同封裝產品TLE4971
除以上的顯著優勢外，該產品最突出的特點是其帶有數字通訊功能，進而實現了晶片自檢，從而符合ASIL B功能安全（SEooC）的診斷需求：
1、MCU採用單總線即可實現對最多8個TLE4973的自動尋址和通訊，這意味著在OBC應用中採用一根總線即可實現對系統中所有的電流傳感器實現通訊，從而有效節約了MCU資源。
單總線通過DCDI口實現對多個晶片進行自動尋址和功能配置
2、MCU與各晶片之間的通訊採用UART協議，可支持2400-57600bit/s波特率傳輸，從而實現如下功能：
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晶片溫度獲取
該功能可實現晶片溫升情況的實時監控，解決了在高功率密度條件下電流傳感器發熱高但是測溫難的問題，提升了系統可靠性。
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過流閾值點設置，過流反應時間設置，過流消抖時間設置
過流閾值點、過流反應時間、過流消抖時間均可使用寄存器進行配置，可有效解決目前常用的VOC閾值靠外部電阻分壓進行配置而導致的誤觸發問題(見下圖)。
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靈敏度和量程修改
客戶可根據需求修改為所需的靈敏度和量程。（僅適用於TLE4973- A120T5和TLE4973- R120T5）
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比例輸出Radiometric功能配置
用戶可根據需求關閉或者打開比例輸出功能。
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診斷功能——對主模擬路徑（靈敏度）自檢和OCD模擬路徑自檢
通過發送指令給晶片，晶片的模擬輸出會輸出指定值，用戶採樣該值進行靈敏度自檢。OCD功能自檢用於檢驗內部過流檢測比較器是否正常。
最後，TLE4973後綴為S0001的產品可以配置為單端輸出、半差分輸出、全差分輸出模式，採用差分輸出模式在輸出信號PCB走線較長時可提高抗干擾能力，同時可提高測量精度，詳情請參考應用手冊。此處以單端輸出為例進行說明：雖然TLE4973為5v供電晶片，可將VREF引腳配置為1.25v輸入模式，從而實現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等電源類應用注入了活力，給用戶帶來了全新體驗，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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