CUR 4000 – Flexibler Multi-Hall-Array-Sensor für hochpräzise Strommessungen

Magnetfeldsensoren zur Strommessung

Der CUR 4000 ist ein Single-Axis-Magnetfeldsensor für berührungslose, galvanisch getrennte Gleich- und Wechselstrommessungen.
Diese Produkbeschreibung erklärt die Funktionsweise des Bauelements und bietet nützliche Informationen für unsere Kunden bezüglich der Fähigkeiten des Stromsensors CUR 4000 von TDK.

Produktbeschreibung

Der CUR 4000 wurde für Gleich- und Wechselstrommessungen in Hochvolt-Batterieüberwachungssystemen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen (xEV) entwickelt
Ein flexibles Multi-Hall-Array erlaubt lineare oder differenzielle Magnetfeldmessungen für berührungslose und präzise Strommmessungen bis >=2000 A.
Der CUR 4000 kann für verschiedene Modulkonzepte, wie kernbasiert oder kernlos, verwendet werden. In den linearen Modi des CUR 4000 ermöglicht ein konfigurierbares Array von Hall-Elementen hochgenaue Messungen für kernbasierte, störfeldrobuste Sensormodul-Designs. Der differentielle Modus ermöglicht kleine kernlose und störfeldrobuste Systemdesigns ohne Abschirmung.

Abbildung 1: Anwendungen mit dem CUR 4000

Durch Auslesen des kompletten Hall-Arrays wird eine Ausgangs-Offset-Temperaturdrift unter ±0,05 Prozent des Gesamtmessbereichs erreicht. Darüber hinaus liefert der Sensor ein hysteresefreies Ausgangssignal. Ein Nichtlinearitätsfehler von ±0,2 Prozent und ein Rauschanteil von ±0,005 Prozent bezogen auf Vollausschlag ermöglichen präzise Strommessungen mit einer Signalbandbreite von bis zu 8 kHz.
Strommessmodule, die mit dem CUR 4000 ausgestattet sind, können direkt in-circuit von einem Mikrocontroller über die SPI-Schnittstelle programmiert werden.
Der CUR 4000 ist als ASIL-B ready SEooC (Safety Element out of Context) entsprechend ISO 26262 definiert.
Wichtige Eigenschaften wie Verstärkung und Offset, etc. können durch Programmierung des nichtflüchtigen Speichers an den Magnetkreis angepasst werden.
Der Sensor ist für Automotive-Anwendungen zum Betrieb im Umgebungstemperaturbereich (T_A) von -40 °C bis +150 °C ausgelegt.

Abbildung 2 : Blockschaltbild des CUR 4000

Hauptanwendungen

Batterieüberwachung
Batterietrenneinrichtung
Stationäre Batterieüberwachung

Hauptanwendungen und -vorteile

Nicht-intrusive, berührungslose, galvanisch getrennte Strommessung
Hochpräzise, lineare Magnetfeldmessung mit flexiblem Array aus Hall-Elementen für kernlose Strommessungen
Signalbandbreite bis zu 8 kHz
Gesamtmessfehler ＜1%
SPI-Schnittstelle für Kalibrierung, Test und Debugging mittels Mikrocontroller
Betrieb von –40 °C bis zu 150 °C (T_A)
Betriebsspannung von 3.0 V bis zu 5.5 V
ISO26262 ASIL-B ready und qualifiziert gemäß AEC-Q100-Rev-H

Kenndaten

Typ	CUR 4000
Gehäuse	SOIC8
Ausgangsformate	SPI
Gesamtmessfehler	＜1%
Bereich der magnetischen Flußdichte	±100 mT
Sicherheit	ASIL-B ready Design gemäß ISO 26262