ACS770还能打吗?最近测试了一款国产霍尔电流传感器

最近在做一个储能PCS项目,原来方案一直用ACS770。

这次因为交期和成本问题,尝试评估了一下国产替代方案,测试的是一款国产开环霍尔电流传感器:VCS758系列。

看了规格书之后,发现现在国产方案其实已经和以前不一样了。

简单整理一下实际工程里比较关心的点,给做逆变器、电机驱动、储能、电源的朋友参考一下。

一、先说项目背景

系统:

  • 储能PCS
  • 母线电压:750VDC
  • 持续电流:150A~200A
  • SiC MOSFET
  • PWM:40kHz

之前一直使用ACS770类方案。

实验室问题不大,但现场开始出现:

  • ADC采样偶发抖动
  • PWM同步噪声
  • 满载后零漂变大
  • EMC阶段偶发误报警

后来排查发现:

其实问题不只是算法。

更多是:

  • 高频EMI
  • PCB热设计
  • 共模干扰
  • 霍尔输出稳定性

这些问题叠加导致。

二、现在高频系统对电流检测要求越来越高

以前IGBT系统:

20kHz左右很多问题不明显。

但现在:

  • SiC
  • GaN
  • 高频PWM
  • 高压DC母线

系统dv/dt非常高。

这时候:

电流传感器本身的抗干扰能力开始非常关键。

很多时候ADC跳动不是ADC问题。

而是:

PWM噪声已经进入采样链路。

尤其:

  • 霍尔输出线靠近MOS
  • 模拟地与功率地混接
  • PCB回路面积太大

非常容易出问题。

三、看了一下VCS758规格书,有几个参数还挺关键

规格书里面几个点我觉得比较适合现在的大功率系统:

1、导体阻抗很低

规格书写的是:

0.08mΩ

这个对于大电流系统很重要。

因为200A以上时:

哪怕毫欧级电阻都会发热。

理论功耗:

P = I²R

200A情况下:

大概3.2W左右。

比很多分流方案温升低不少。

2、响应时间比较快

规格书:

  • 2.5μs响应时间
  • 250kHz带宽

这个已经能满足:

  • FOC
  • 储能PCS
  • DC/DC
  • 电机控制

这些高速控制系统。

现在很多国产霍尔以前最大问题就是:

响应太慢。

这代明显改善很多。

3、隔离能力还可以

规格书:

5kV隔离耐压。

对于:

  • 储能
  • 光伏
  • 高压BMS

这种系统来说比较重要。

尤其高压系统现在越来越强调:

强弱电隔离。

4、支持3.3V系统

这个我觉得挺实用。

很多国产DSP、MCU现在ADC参考已经开始3.3V化。

直接兼容会方便很多。

四、真正影响稳定性的,其实是PCB

这个是这次调试最大的感受。

很多人换ACS770替代:

只看:

  • 电流范围
  • 灵敏度
  • 封装

但真正决定稳定性的:

其实是PCB。

规格书里有一段我觉得比较真实:

≥120A建议:

  • 4oz铜厚
  • 多层过流
  • 开窗铺锡

这个其实非常关键。

因为霍尔器件本身也是大电流功率器件。

PCB温升会直接影响:

  • 零漂
  • 精度
  • 长期稳定性

很多人以为:

"霍尔不准"

实际是:

PCB已经过热了。

五、现在为什么越来越多人开始用国产霍尔方案

我感觉主要是几个原因:

1、供应链

这个不用多说。

大家都懂。

2、储能行业量太大

现在PCS、BMS、电驱:

对霍尔需求越来越大。

国产方案成熟速度其实很快。

3、高频系统倒逼升级

以前很多国产方案:

只能低频用。

现在SiC系统把问题全部放大了。

能活下来的方案:

说明EMC已经开始成熟。

六、目前我的感觉

如果是:

  • 小功率
  • 普通工业电源
  • 成本敏感

分流器还是最省。

但如果:

  • 100A以上
  • 高压系统
  • SiC
  • 储能PCS
  • 电机FOC

现在霍尔方案还是更稳。

尤其:

  • 隔离
  • 功耗
  • EMC
  • 温漂

综合来看更容易做系统稳定性。

国产方案这两年确实进步挺大。

至少从这次测试来看:

已经不是以前"只能低端替代"的阶段了。

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