电动汽车市场在全球范围内发展迅速。估计显示，到2030年，全球道路上的电动汽车数量将达到1.25亿。电动汽车（EV）和混合动力汽车的全球市场。为了控制HEV / EV动力总成子系统（如牵引逆变器，车载充电器（OBC），DC-DC转换器和电池管理系统（BMS））中的能量流并优化效率，精确和准确的电流测量至关重要。这些高压子系统需要在高共模电压下测量大电流。出于技术和法规方面的原因，当前的测量需要隔离以及在恶劣的汽车环境中必须具有很高的性能。
印度的电动汽车典型配置如下：
i）两轮车
- 电池组电压= 48V，72V
- 1kW，2kW电机
ii）三轮车
- 电池组电压= 48V，72V
- 2kW，4kW电机
iii）四轮车和公共汽车
- 电池组电压= 72V，400V，600V
- 20kW至300kW
确保电动汽车安全的关键特征之一是收集数据，并根据该数据在本地采取快速反馈措施。对于安全性非常重要且至关重要的一个这样的数据点是流经电动汽车各种子系统的电流。
我们可以将电动汽车中的电流感应大致分为三类，如下所示：
1.实时过流保护
- 牵引传动：
- 电池保护电路：
2.电流和功率监控以优化系统
- 电池电量计
- 系统功耗
- 动力转向
3.闭环电路的电流测量
- 电机驱动应用：
- DC / DC转换器
以下是TI针对电流感测应用的不同解决方案的高级概述。Y轴是通过其感测电流的导轨的共模电压，X轴是被测量电流的实际幅度。
如上图所示，可以通过一个较小的分流电阻上的电压来感测电流，也可以通过测量电流流过导体时产生的磁场来进行测量。在Ti，我们提供使用上述两种方法测量电流的解决方案。
TI可以为当前感测应用提供的解决方案列表如下：
让我们更深入地了解电流传感器的每种使用情况，并了解TI可以提供的一些合适解决方案。
1.实时过流保护
从安全的角度来看，这种用例通常在EV中可见。由于电池可以在故障发生期间释放大量电流，因此具有实时故障监视电路变得非常重要。这种电路的速度和精度是电流检测放大器的品质因数。在某些情况下，由于uC的带宽有限，对模拟电流值进行采样-转换为数字值，然后进行数字值比较以检测过电流会在保护电路中造成巨大的延迟。为了解决这个问题，TI推出了带有集成比较器的电流检测放大器，该比较器的阈值可以设置，并且可以直接馈入uC的中断引脚，从而大大降低了uC的过载。
TI的一些过流保护解决方案包括：
该用例的一个很好的例子是使用电流检测放大器作为E保险丝，如下所示：
2.电流和功率监控以优化系统
电流和功率监控通常在电动汽车系统中实现，以监控电池的总电流消耗，从而使用库仑计数等算法向驾驶员提供有关车辆电池中剩余电量的实时信息。除上述用例外，车辆电流监控还用于不同的子系统，例如动力转向，电动车窗和类似区域。TI在电流和电源监控方面拥有广泛的产品组合。
如上所述，重点关注的领域之一是调查流入和流出电池组的电流，以便计算库仑并计算剩余的电池寿命/电量。TI的INA299在此类应用中脱颖而出，这是因为其高度的完整性以及高精度和低静态电流消耗。我们可以在下面看到带有INA299的BMS的典型高级框图。有关更多详细信息和白皮书，请访问ti.com上的INA299产品文件夹。
3.闭环电路的电流测量
由于电动汽车中存在多种可用电压，人们发现电源树中存在大量的降压和升压转换器组合。在典型的电动汽车中，一些非常突出的电源模块是车载充电器，BLDC（牵引电动机驱动器），48V至12V转换器等。由于所有这些高功率电源的控制回路都是通过uC来执行的，因此测量高精度，低延迟电流对于实现峰值电流控制环路至关重要。对于此类应用，需要具有非常高带宽的电流传感器来测量开关电流，输出电流，以使控制迅速采取措施。这种用于控制电机驱动器的电流传感器的另一个亮点是传感器能够抑制高频共模噪声（PWM抑制）。
例如，INA253在业界领先的93db CMRR甚至在50khz时在该应用中也表现出色。下图显示了用于在线电流感测应用的典型示意图
德州仪器（TI）提供一流的隔离放大器和隔离调制器，当与高精度分流器配合使用时，有助于在整个温度范围内实现非常精确的隔离电流测量。TI推出了一系列新的隔离电流检测放大器，称为AMC系列，可帮助设计人员以高达2kVrms的隔离势垒来高精度地测量电流。
TI在“电流检测放大器入门”中提供了大量的深层驱动器培训，这些培训将帮助工程师学习如何在使用电流检测放大器测量电流时最大程度地提高性能。这是一系列短片，每个短片都针对不同的主题。
总体而言，培训应分为三个部分
- 基础
- 了解错误源
- 进阶主题
您可以通过以下链接访问所有TI培训视频。
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