在电动汽车（EV）充电系统以及光伏逆变器系统里，电流传感器扮演着至关重要的角色。它通过监测分流电阻器上的压降，或是感知导体中电流所产生的磁场，来实现对电流的精准测量。这些高压系统依赖电流信息，对电源转换、充电和放电过程进行精确控制与实时监测。

在众多电流检测技术中，霍尔效应电流传感器和基于分流器的电流传感器最为常见。不过，在高压应用场景下，霍尔效应传感器长期面临着诸多难题。本文将深入剖析选择不同电流检测拓扑结构时需考量的因素，着重介绍霍尔效应电流传感器在高压应用中简化电流检测的创新突破。

基于分流器与霍尔效应的电流检测技术对比

基于分流器的电流检测

相较于霍尔效应电流传感器，基于分流器的电流传感器在整个电流测量范围内通常具备更高的精度。借助稳定的放大器技术，或是精密模数转换器（ADC）搭配精密分流电阻器，工程师能够在整个电流测量范围、工作温度范围以及器件生命周期内，实现漂移低于 1% 的高精度测量。正因如此，基于分流器的传感器在汽车牵引逆变器、伺服驱动器以及 EV 充电基础设施等应用中备受青睐。

在实际应用中，放大器和精密 ADC 用于监测分流电阻器上的压降，并输出与电流成比例的信号。然而，不同的电流检测解决方案在工作电压、失调电压、漂移、带宽以及易用性等方面存在差异。基于分流器的系统也存在一些局限性。由于其器件架构特点，这类系统往往具有较大的传播延迟，这在一定程度上增加了设计的复杂性，尤其是在高侧电源和低侧电源的设计上。此外，使用基于分流器的器件时，需要谨慎考虑分流电阻器的各种参数以及功耗问题。

基于霍尔效应的电流检测

与基于分流器的解决方案相比，一体式封装的霍尔效应电流传感器具有显著优势。它性价比更高，传播延迟更小，且更易于集成到系统中。在一体式封装方案中，电流通过引线框流经封装，无需使用精密电阻器，从而降低了成本，并精简了物料清单。同时，该方案仅需一个低侧电源为霍尔效应传感器供电，进一步降低了设计复杂度。

霍尔效应传感器创新技术

尽管霍尔效应电流传感器具备诸多优势，但由于其在温度变化和器件生命周期内存在较大的漂移，大多数设计人员在高压系统设计中往往对其敬而远之。电气和隔离衰减是导致霍尔效应电流传感器在生命周期内出现较大漂移的主要原因。

为克服这些弊端，德州仪器研发出一款具有创新性的解决方案——TMCS1123 霍尔效应电流传感器。该传感器将生命周期内的灵敏度漂移误差大幅降低至 ±0.5%，使得工程师能够设计出在整个系统生命周期内无需频繁校准或维护的高压系统。同时，德州仪器还将整个生命周期和温度范围内的总最大灵敏度误差控制在 ±1.75%以内，这不仅有助于提高系统效率，还能减少成本高昂的系统校准工作。

TMCS1123 还具备差分霍尔效应感应功能，这一特性能够显著降低磁场干扰或串扰对测量结果的影响。此外，它还提供了过流检测、精密电压基准和传感器报警等实用功能（详见图 1）。

不仅如此，TMCS1123 还成功解决了霍尔效应传感器的一些常见限制。例如，引线框电阻和芯片散热问题曾一度限制了器件能够处理的电流大小，而 TMCS1123 在 25°C 条件下能够检测 75ARMS 的电流，并且在整个温度范围和生命周期内，无需校准即可实现 ±1.75% 的灵敏度误差，从而在系统整个生命周期内都能保持高精度测量。