業(yè)內(nèi)首發(fā)ASIL B等級(jí)、低阻抗小封裝電流傳感器芯片TLE4973，適用OBC等電源應(yīng)用

TLE4973是英飛凌在前兩代電流傳感器TLE4971和TLE4972基礎(chǔ)上推出的新一代產(chǎn)品。該芯片是業(yè)內(nèi)首款滿足ASIL B功能安全的電流傳感器芯片，同時(shí)其全新的封裝設(shè)計(jì)體現(xiàn)了英飛凌在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新能力和顛覆傳統(tǒng)的開拓精神，是OBC(車載充電機(jī))等電源類應(yīng)用的最佳選擇。

TLE4973分為集成導(dǎo)體式（TLE4973- Axxx，TLE4973- Rxxx）和外置導(dǎo)體式（TLE4973- AExxx，TLE4973- RExxx）兩個(gè)類別。

本文僅探討在OBC應(yīng)用中最為常見的集成導(dǎo)體式產(chǎn)品，以實(shí)用性最強(qiáng)的型號(hào)TLE4973- R120T5-S0001為例進(jìn)行介紹。

該產(chǎn)品使用英飛凌獨(dú)特的PG-TISON-8-6封裝(圖中及下文簡(jiǎn)寫為TISON-8)，在8mm*8mm*1mm的體積內(nèi)封裝了內(nèi)阻僅為0.22mΩ的原邊導(dǎo)體，比目前市場(chǎng)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芯片本身的發(fā)熱，如下為TISON-8封裝與SOIC-16封裝在相同條件下的溫升對(duì)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(duì)比

*說明：上圖測(cè)試結(jié)果取自同封裝產(chǎn)品TLE4971

除以上的顯著優(yōu)勢(shì)外，該產(chǎn)品最突出的特點(diǎn)是其帶有數(shù)字通訊功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了芯片自檢，從而符合ASIL B功能安全（SEooC）的診斷需求：

1、MCU采用單總線即可實(shí)現(xiàn)對(duì)最多8個(gè)TLE4973的自動(dòng)尋址和通訊，這意味著在OBC應(yīng)用中采用一根總線即可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中所有的電流傳感器實(shí)現(xiàn)通訊，從而有效節(jié)約了MCU資源。

單總線通過DCDI口實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)芯片進(jìn)行自動(dòng)尋址和功能配置

2、MCU與各芯片之間的通訊采用UART協(xié)議，可支持2400-57600bit/s波特率傳輸，從而實(shí)現(xiàn)如下功能：

■ 芯片溫度獲取

該功能可實(shí)現(xiàn)芯片溫升情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，解決了在高功率密度條件下電流傳感器發(fā)熱高但是測(cè)溫難的問題，提升了系統(tǒng)可靠性。

■ 過流閾值點(diǎn)設(shè)置，過流反應(yīng)時(shí)間設(shè)置，過流消抖時(shí)間設(shè)置

過流閾值點(diǎn)、過流反應(yīng)時(shí)間、過流消抖時(shí)間均可使用寄存器進(jìn)行配置，可有效解決目前常用的VOC閾值靠外部電阻分壓進(jìn)行配置而導(dǎo)致的誤觸發(fā)問題(見下圖)。

■ 靈敏度和量程修改

客戶可根據(jù)需求修改為所需的靈敏度和量程。（僅適用于TLE4973- A120T5和TLE4973- R120T5）

■ 比例輸出Radiometric功能配置

用戶可根據(jù)需求關(guān)閉或者打開比例輸出功能。

■ 診斷功能——對(duì)主模擬路徑（靈敏度）自檢和OCD模擬路徑自檢

通過發(fā)送指令給芯片，芯片的模擬輸出會(huì)輸出指定值，用戶采樣該值進(jìn)行靈敏度自檢。OCD功能自檢用于檢驗(yàn)內(nèi)部過流檢測(cè)比較器是否正常。

最后，TLE4973后綴為S0001的產(chǎn)品可以配置為單端輸出、半差分輸出、全差分輸出模式，采用差分輸出模式在輸出信號(hào)PCB走線較長時(shí)可提高抗干擾能力，同時(shí)可提高測(cè)量精度，詳情請(qǐng)參考應(yīng)用手冊(cè)。此處以單端輸出為例進(jìn)行說明：雖然TLE4973為5v供電芯片，可將VREF引腳配置為1.25v輸入模式，從而實(shí)現(xiàn)AOUT以1.25v為偏置電壓的信號(hào)輸出，完美匹配3.3v供電MCU的應(yīng)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(duì)電流傳感器的顛覆性設(shè)計(jì)為OBC等電源類應(yīng)用注入了活力，給用戶帶來了全新體驗(yàn)，是助力電源提高功率密度，增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的最佳選擇。