Mehrachsiger Halleffekt-Stromsensor für Traktionsinverter

SENSORIK

Mit dem TMCS2100-Q1 bietet Texas Instruments einen kernlosen, mehrachsigen Halleffekt-Stromsensor für Traktionsinverter in Hybrid- und Elektrofahrzeugen an.



Der Sensor misst Magnetfelder gleichzeitig in horizontaler und vertikaler Richtung und erreicht bei einer relativen Bewegung von 0,4mm einen Verschiebungsfehler von weniger als 1%.

  • Die mehrachsige Architektur soll Fehler reduzieren, die entstehen, wenn sich Sensor und Stromschiene durch Fahrzeugvibrationen relativ zueinander bewegen. Dazu werden die horizontale und vertikale Komponente des vom Strom in der Stromschiene erzeugten Magnetfelds gleichzeitig erfasst und mit einem proprietären Algorithmus ausgewertet.
  • Gegenüber einachsigen kernlosen Alternativen gibt der Hersteller eine 20× höhere Genauigkeit an. Bei einer Bewegung von 0,1mm beträgt der Verschiebungsfehler 0,25%. Die genauere Stromerfassung unterstützt die Drehmomentregelung des elektrischen Antriebs und reduziert Einflüsse durch magnetisches Übersprechen zwischen den Motorphasen sowie Drehmomentwelligkeit.
  • Die kernlose Architektur benötigt keinen C-Core-Magnetkern. Zudem sind keine Einkerbungen, Schnitte oder Bohrungen an der Stromschiene erforderlich, wie sie bei bisherigen differenziellen kernlosen Messkonzepten eingesetzt werden können. Die Multi-Sensor-Architektur lässt sich dadurch an unterschiedliche mechanische Konfigurationen anpassen und soll die Optimierung der Leiterplattenfläche und des thermischen Designs erleichtern.
  • Der Stromsensor ist auch für Traktionsinverter auf Basis von 800-V-Architekturen vorgesehen, bei denen höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Strommessung bestehen.


Entwicklungsunterstützung

Für die Entwicklung stehen ein Evaluierungsmodul, ein Charakterisierungsmodul und ein Referenzdesign zur Verfügung.


Wo braucht man das?

Der Stromsensor ist für Traktionsinverter in Hybrid- und Elektrofahrzeugen vorgesehen. Dort erfasst er den Strom in der Stromschiene zwischen Traktionsinverter und Motor und unterstützt damit die Drehmomentregelung des elektrischen Antriebs.