代码收藏家技术教程 2023-03-14

深入浅出：ACS712 20A工作原理、设计及PCB布线

概述

ACS712 是 Allegro 公司新推出的一种线性电流传感器，该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路，能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。具有低噪声，响应时间快（对应步进输入电流，输出上升时间为5μ s），50 千赫带宽，总输出误差最大为 4%，高输出灵敏度（ 66mV/A～ 185 mV/A），使用方便、性价比高、绝缘电压高等特点，主要应用于电动机控制、载荷检测和管理、开关式电源和过电流故障保护等，特别是那些要求电气绝缘却未使用光电绝缘器或其它昂贵绝缘技术的应用中

文章目录

设计事项3：PCB布线：其他电流信号尽量远离输入电流引脚

设计事项4：PCB布线：HALL元件在芯片中心下方，应避免走线和信号干扰影响

设计事项5：PCB布线：在高压大电流情况下需考虑爬电距离

设计事项6：引脚框电阻随温度的变化

设计事项7：输出驱动低于规定的4.7 kΩ最低电阻

设计事项8：输出驱动超过规定的10 nF最大电流容量

设计事项9：计算公式

总结

引脚描述

ACS712 采用小型的 SOIC8 封装，其引脚分布如下图所示，采用单电源 5V 供电。各引脚的功能介绍下表所示，其中引脚 1 和 2、 3 和 4 均内置有保险，为待测电流的两个输入端，当检测直流电流时，1和 2、 3 和 4 分别为待测电流的输入端和输出端

工作原理

ACS712 的功能方框图如图 2 所示，该器件主要由靠近芯片表面的铜制的电流通路和精确的低偏置线性霍尔传感器电路等组成。被测电流流经的通路（引脚 1和 2 ， 3 和 4 之间的电路）的内电阻通常是1.2mΩ，具有较低的功耗。被测电流通路与传感器引脚（引脚 5～ 8）的绝缘电压>2.1kVRMS，几乎是绝缘的。流经铜制电流通路的电流所产生的磁场，能够被片内的霍尔 IC 感应并将其转化为成比例的电压。通过将磁性信号尽量靠近霍尔传感器来实现器件精确度的最优化。精确的成比例的输出电压由稳定斩波型低偏置BiCMOS 霍尔集成电路提供，该集成电路在出厂时已进行了精确的编程。稳定斩波技术是一种新技术，它给片内的霍尔元器件和放大器提供最小的偏置电压，该技术几乎可以消除芯片由于温度所产生的输出漂移

ACS712 内含一个电阻 RF(INT)和一个缓冲放大器，用户可以通过FITER 引脚（第 6 脚）外接一个容 CF 与 RF(INT)组成一个简单的外接 R C 低通滤波器，由于内部缓冲放大器能消除因芯片内部电阻和接口负载分压所造成的输出衰减，所以外接的 R C 低通滤波器不会影响信号的衰减，且可进一步降低输出噪音并改善低电流精确度。此外， ACS712 的响应时间比一般的器件缩短了两倍以上，非常适合保护及高速应用