现代电力电子设备的高开关速度，用于跟上所涉及的Megahertz级频率的传感器。各向异性磁阻技术适合账单。
Khagendra Thapa，Aceinna Inc.
在自动化中，使用精密电流传感的使用越来越重要。材料处理设备通常使用经常涉及电动机或其他致动器电流的位置和速度反馈。类似地，还需要进行先进的电流检测来实现许多能效测量，以及监控设备安全性和可靠性。在汽车系统中，电流传感有助于管理电机和动力系。
从被动系统向使用智能反馈和控制的系统的转变产生了令人印象深刻的结果。但在讨论反馈时，人们常常把准确性和精确性混为一谈。它们是相似但又不同的东西。一个很好的类比是，想象一下射箭，或者仅仅是投掷飞镖。精准度是指你所有的镜头组合得有多紧密。精确度是指射击组离目标的距离。你可以有一台工业机器，能够在硬币的“o”上钻一个半毫米的孔，但除非你能准确地把力放在正确的地方，否则这种精度就被浪费了。
总体而言，电力系统和电动机驱动开环电流检测精度在近年来全温范围内已经令人印象深刻的〜5％。最近的行业4.0方法已将目标柱升至3％低至105°C的温度。在高级太阳能逆变器区域，系统开始在温度下实现2％的最大精度。高性能CNC电机通常在温度上的精度高于1％。
同样，应用需要极宽的动态范围，精度良好和
精度，需要优于1％的精度超过温度。为了更好的控制和保护，典型的功率因数控制（PFC）和主流电源也希望在室温下优于1％，优于其工作范围优于3％。一些高性能电力系统优化精度，热管理和整体系统性能需求，超过温度1％。
热问题
嵌入式工程中的一个公理是电源管理是热管理。电源效率和热性能齐头并进。温度的降低使电子产品更加可靠地工作。相反，操作更有效地运行的电子产品较少的浪费，热管理问题较少。优化电源和热管理将显着提高生产率和成本。
逆变器、电机驱动、电源、UPS和外部充电站可以在环境温度范围为-40到85°C，通常高达105°C。即使是一些内部最高温度保持在70°C以下的逆变器设计，也指定为85°C运行，以确保运行净空没有降额。汽车车载充电器可指定为85至125°C，而电机驱动要求可为105至150°C，取决于位置。
对于具有潜在快速变化的温度的系统，测量系统电流可能比测量温度更容易，以实现热性能的方式。当前水平可以是几个超出范围内事件的领先指标。
带宽是现代电力系统中一个重要的考虑因素。例如，在PFC级，输出纹波必须经过滤波以避免电流失真，环路频率与系统带宽有关。将PFC级看作是在输入有效值电压和控制信号下输出电源的系统。即使系统控制环路带宽较低，也可以测量每一周期电感开关电流。
理想地，电力系统应具有带宽，该带宽是开关频率的高倍数，以实现开关频率的平坦增益响应和低相位利润。低频可以工作，在开关频率下有一些折衷和相位延迟。虽然整体控制环带宽可能远低于开关频率，但应在逐周期控制的开关频率下进行电流测量。
考虑图腾杆PFC。作为快速审查，该拓扑使用四个晶体管开关，可用于消除对整流二极管桥的需求。两个开关以高开关频率运行，并用作升压开关和整流器开关。其他两个交换机以线频率运行并用作线路整流器。大多数图腾杆PFCS在〜65 kHz至150 kHz上切换，需要至少300 kHz的带宽，但理想情况下为650 kHz至1.5 MHz。一些高级设计将此开关频率推至300 kHz，需要至少1.5 MHz的带宽，但更频繁约为3 MHz。
处理高电流(>100 A)的功率转换级通常会切换至少1 kHz至20 kHz，通常使用igbt和硅mosfet。宽带SiC/GaN电源开关将提高开关速度到大约40-50 kHz范围。SiC/GaN功率级的进一步发展可能会在几年内将这种高电流开关提升到100 kHz。这个工作范围将需要高达500 kHz的带宽，最多1 MHz。
高级反馈
在AMR电流传感器的框图上可见的是基于AMR的传感器组成惠斯通桥传感电路。
这些类型的先进电源不仅可以通过宽带隙半导体，而且可以通过精确和精确的电流传感器来实现。一个例子是Aceinna的各向异性磁阻（AMR）隔离电流传感器。这些
高精度、宽带宽传感器在单芯片解决方案中提供了一流的带宽、输出阶跃响应和精度性能。
AMR电流传感器可以与众所周知的霍尔效应电流传感器形成对比。霍尔效应是指当电流通过导体移动时，它产生磁场。如果该导体位于另一磁场内，则通过通过导体移动的电子产生的磁场将与外部磁场相互作用，使得电子移动到导体的一侧。这在导体上产生与电流量成比例的电压，并且可以测量。
相反，AMR传感器使用磁阻材料，该电阻材料坐近感兴趣的电流，并且根据磁场的量与磁场的量相比，由于通过导体，由AMR传感器，电流看。与霍尔效应传感器不同，AMR技术可以处理1.5-MHz的信号带宽，可用于高级电源的更高开关频率 - 并且具有较低的偏移和噪声，导致更好的精度和更低的相移。
Aceinna AMR电流传感器芯片的内部视图显示U形导体
在AMR传感器材料上携带感兴趣的目前。在这个芯片中，四个别针提供
连接电流输入，另外四个引脚提供输出电流的连接。
具体地，AMR传感器测量平行于其感测方向的磁场的大小。配置传感器的通常方法可以测量磁场是使用位于AMR材料上的U形导体。导体带有其周围的磁场的感兴趣的电流。AMR传感器位于相对的电流承载导体的顶部，距离传感器的对称轴等相同的距离。平行于AMR传感器的感测方向的磁场的大小给出了输出信号。
测量测量初级电流相反方向的两个位置之间的场差的一个重要优点是对外部的免疫力
流浪领域。由于电阻器之间的距离很小，杂散场可能在传感器芯片的区域上同质，因此没有场梯度导致不平衡。由于AMR传感器具有高灵敏度，因此无需霍尔传感器的情况下不需要磁通浓缩磁铁。
AMR电流传感器的典型应用电路包括过电流检测和a
如果发生这种情况，请告知MCU（故障行码）。
与其他产品相比，完全集成的双向AMR电流传感器提供更高的直流精度和动态范围。例如，±20-A版本的典型精度为±0.6%，在85°C时保证精度为±2.0% (max)。产品系列包括±5a，±20a和±50a部件。这些器件采用SOIC-16封装，具有低阻抗(0.9 mΩ±50A)电流路径，并通过UL/IEC/EN的隔离应用认证。
这些新的电流传感器还保证了±60 mA的偏移量，或±0.3%的FSR (max)，允许在大约10:1的电流范围内实现高精度，相对于基于霍尔传感器的设备，这是动态范围的显著改进。这些器件还显示了300 nsec的输出阶跃响应和4.8 kV的隔离，使它们成为快速控制回路和高性能电源、逆变器和电机控制应用中的电流传感的良好候选人。
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