電流センシング ソリューション
絶縁型システムと非絶縁型システムで高精度かつ高速な
電流センシングを実現
システム保護、遠隔測定、閉ループ制御の目的で、電流を迅速かつ高精度測定
過電流障害の検出、システム効率の向上、閉ループ フィードバックの提示などを実施しようとする場合、絶縁型と非絶縁型の各電流センシング ソリューションで構成された TI の幅広い製品ラインアップを採用すると、システムのサイズ、シンプルさ、コストを犠牲にせずに、幅広い同相電圧と温度にわたって業界をリードする精度を活用できます。 数十年にわたる経験を通じて、TI は最新の電流センシングテクノロジーを開発してきました。このテクノロジーは、エンジニアが最大のシステム性能、電力効率、信頼性を達成するのに役立ちます。
EV の充電とソーラー エネルギーの各分野における電流センシングのトレンドをご確認ください
世界各地で再生可能エネルギー源の採用が進むにつれて、高精度かつ高信頼性の電流センシングのニーズが高まっています。ホール効果センサからシャント ベースのデバイスに至るまで、TI は高速、高精度、安全な高電圧システムの設計をサポートしています。
電流センシング システムで TI 製品を選択する理由
業界をリードする精度を達成
TI の各種デバイスは業界をリードする精度を達成し、最大誤差はオフセットが 1μV という小さい値、ドリフトは温度範囲全体で 0.01μV/℃ という小さい値を達成しており、システム効率の向上に貢献できます。
より高精度の制御機能と保護機能を実現
TI の各種デバイスには、高帯域幅や高速応答時間という特長があります。これらのデバイスを使用すると、スイッチング システムをアクティブに制御し、より高精度の制御機能と保護機能を搭載した高速応答システムを実現できます。
開発中システムに最適なソリューションの検索
小電流センシングから高電圧センシングに至るまで、TI の多様な製品ラインアップは、幅広い電流センシング方式とアプリケーションで高速検出と高精度測定を実現するのに役立ちます。
設計をシンプルに
基板面積の節減やシステム キャリブレーション要件の低減など、一般的な課題の解決に役立つデバイスを製作する方法で、TI はシステム設計のシンプル化に貢献しています。
各種絶縁型電流センシング テクノロジー技術の比較
絶縁型電流センシング テクノロジー
ホール効果電流センシング関連のリソース
ホール効果電流センサは、本質的に絶縁型センサの一種です。パッケージの 1 次側を通過する電流が原因で磁界が発生し、ホール素子がその磁界を検出します。ホール素子は、磁界の大きさに比例するアナログ電圧出力信号を生成し、A/D コンバータを内蔵したマイコンがその値を読み取ることができます。
TI の主な製品カテゴリの詳細：
ホール効果電流センサにより高電圧システムのセンシングを簡素化する方法 (https://e2e.ti.com/blogs_/japan/b/analog/posts/672010)
Improve High-Voltage System Efficiency With Zero-Drift Hall-Effect Current Sense (Rev. A)
GaN ベース、1.6kW、双方向、マイクロインバータのリファレンス デザイン
絶縁型シャント ベース電流センシング関連のリソース
低電圧と高電圧の両方のソリューションが、シャント ベースの電流センシングを実装しています。高電圧の電流センシングを実現する場合に必要なのは、絶縁型アナログ フロント エンドという形式 (デジタル アイソレータまたは絶縁型アンプを使用)、あるいは絶縁機能を内蔵したデータ コンバータ (絶縁型 ADC を使用) という形式です。TI には、開発中のシャントへの直接接続に適した 絶縁型 ADC や絶縁型アンプがあります。ほかに、非絶縁型データ コンバータを使用可能にするデジタル アイソレータもあります。これらをご確認ください。
これらの主な製品カテゴリの詳細：
絶縁型アンプと絶縁型変調器の比較 (Rev. B 翻訳版)
電流トランス センシング関連リソース
電流トランスは、さまざまな種類のコアの周囲に巻き付けた巻線を使用する方法で、注目する電流範囲と帯域幅の全体にわたって高精度の測定を実施します。電流トランスは、1 次側の電流に比例する小さい電流を出力します。この電流をシャントに流して、測定を行います。この出力は通常、増幅と、データ コンバータによる測定を行う必要があります。ただし、一部のデータ コンバータは増幅段を内蔵しています。
高精度センシングを実現する TI の非絶縁型データ コンバータ製品ラインアップをご確認ください。外部で信号を増幅して A/D コンバータに渡す必要がある場合、TI のアンプ製品ラインアップをご確認ください。
これらの主な製品カテゴリの詳細：
スタンドアロン ADC 使用、3 相、電流トランス ベース e メーターのリファレンス デザイン (https://www.ti.com/tool/ja-jp/TIDA-010243)
16 ビット SAR ADC 使用、測定範囲 ±10V、高精度アナログ フロント エンドのリファレンス デザイン
スタンドアロン ADC 使用、高精度、相分割、電流トランス ベース e メーターのリファレンス デザイン
Rogowski コイル センシング関連リソース
Rogowski コイルはコアレス設計です。そのため、広い電流範囲と帯域幅にわたって測定を行えます (通常、磁気コアの飽和は範囲と帯域幅の制限を招くからです)。Rogowski コイルは、測定対象の電流信号に対応する導関数を出力します。信号を高精度で読み取るには、ディスクリート ソリューションまたはソフトウェアの統合が必須です。
高精度センシングの実現に役立つ TI の非絶縁型データ コンバータ製品ラインアップや、ディスクリートのシグナル コンディショニング実現に役立つ TI のアンプ製品ラインアップをご確認ください。
これらの主な製品カテゴリの詳細：
リレーとブレーカ向け、精度向上型、Rogowski コイルに適したアクティブ積分器ベースのリファレンス デザイン
PCB に取り付けた Rogowski コイル センサ使用、高精度 AC 電流測定のリファレンス デザイン
非絶縁型電流センシング テクノロジー
負荷または回路の他の部分に到達する前に、電源レール内の電流を測定
ハイサイド電流センシングで、バス電圧とシステム負荷の間にシャント抵抗を配置すると、シャント抵抗がグランドに直接接続されなくなるので、グランドの外乱を排除できます。ハイサイド電流センシングは、負荷からグランドへの短絡状況も検出します。TI は、高電圧対処能力と高い同相除去比 (CMRR) を特長とする多くのデバイスを提供しており、高電圧レールの電流を高精度で測定するのに役立ちます。
ハイサイド製品の主なカテゴリの詳細：
シャント内蔵ソリューションにより、シンプルな設計、低ドリフト、小型サイズを実現する (https://e2e.ti.com/blogs_/japan/b/analog/posts/672015)
高電圧の電源レールにおける高精度の電流測定 (Rev. E 翻訳版)
Using An Op Amp for High-Side Current Sensing (Rev. A)
グランドに戻るリターン パス内で電流を測定
ローサイド電流センシングは、負荷とグランドの間で 1 個のシャント抵抗を使用します。ローサイド測定の長所の 1 つは、同相電圧がゼロに近いことです。短所は、シャント抵抗の両端間の電圧降下が、電源グランドと、負荷グランドまたはシステム グランドとの電位差として表面化することです。TI は、高精度かつコスト重視のアプリケーションでローサイド センシングを実現するのに役立つ、多様なアンプを提供しています。
ローサイド製品の主なカテゴリの詳細：
シャントを使用して高速ローサイド電流を測定する場合、スルーレートまたは帯域幅を向上させる必要がありますか？
ローサイド電流検出回路のインテグレーション
単一電源、ローサイド、単方向電流センシング回路 (Rev. A 翻訳版)
高速スイッチング同相過渡電圧 (dv/dt) に対処できるインライン電流センシング
インライン電流センシングは、真の位相電流測定を行い、閉ループ制御で、インバータまたはモーターからのフィードバック情報の品質最適化に役立ちます。この種のアプリケーションで同相電圧に相当するのは PWM (パルス幅変調) 信号です。(PWM 除去回路がイネーブルになっていない場合) PWM 信号は出力信号を妨害する結果になるので、電流センス アンプの要件は過酷になりがちです。つまり、電流センス アンプは DC と AC の両方で非常に良好な CMRR (同相除去比) を達成する必要が生じます。幸い、TI は PWM 除去能力の強化と高 CMRR の両方に対応した各種デバイスを提供しています。
インライン型製品の主なカテゴリの詳細：
PWMリジェクション機能付きのハイサイド駆動、ハイサイド・ソレノイド電流モニタ (Rev. A 翻訳版)
PWM リジェクション機能搭載、低ドリフト、高精度、インライン・モー ター電流測定 (Rev. D 翻訳版)
高速アラート生成または範囲外の条件に対応する電流センシング
過電流保護は、範囲外の条件または障害条件を迅速に検出するための最も基本的な電流監視形式です。TI の製品ラインアップは、高帯域幅デバイスと高スルーレート デバイスのほか、高速スループットを実現するためのコンパレータやアラート デバイスを取り揃えており、この安全機能を実現できます。
過電流保護製品の主なカテゴリの詳細：
Over-Current Detection Products Brochure
サブミリアンペア (1mA 以下) の小電流測定
小電流を測定するときに誤差を最小限に抑えるには、入力バイアス電流の小さいセンサが必要です。アンプの入力バイアス電流が標準的な大きさの場合、バイアス電流が測定電流を上回るので、精度が低下し、信号対雑音比 (SNR) が小さくなります。TI はナノアンペア単位の入力バイアス電流を実現する各種アンプを提供しており、サブミリアンペア (1mA 以下) の測定を行う場合でも高精度を実現できます。
サブミリアンペア (1mA 以下) 製品の主なカテゴリの詳細：
Difference Between an Instrumentation Amplifier and a Current Sense Amplifier
電流センシング アンプ搭載、高電圧と高温に対応する、ハイサイド 低電流 (マイクロアンペア) センシング回路 (Rev. A 翻訳版)
Super-Beta Input Amplifiers: Features and Benefits
カテゴリ別に非絶縁型製品を表示
技術リソース
An Engineer's Guide to Current Sensing (Rev. B)
EV (電気自動車) の DC 充電アプリケーションにおける電流センシ ングの設計上の考慮事項
HV/EV (ハイブリッド車と電気自動車) 向け高電圧電流センシング設計の課題への対処
電流センシング設計で電動化の推進に貢献する 4 つの重要なトレンド (https://e2e.ti.com/blogs_/japan/b/analog/posts/4-819855008)
システム電圧の高電圧化、システム保護機能の強化、遠隔測定 (テレメトリ) 監視、フォーム ファクタの小型化の詳細をご覧ください。