LEM präsentiert direktabbildende Hall-Effekt-Stromwandler mit Digitalausgang

Die Analog-zu-Digital-(A/D-)Wandlung erfolgt über einen integrierten Sigma-Delta-Modulator, der einen Bitstream mit einem seriellen 1-Bit-Signal ausgibt. Die neuen Wandler eignen sich für die Nennstrommessung von 10, 32, 50, 80, 100, 120, 150, 200, 250 Aeff und stehen in drei verschiedenen Designs für PCB- und Panel-Montage zur Verfügung. Sie bieten bis zu 12 Bit Auflösung mit 20 kHz Bandbreite. Der Ein-Bit-Ausgang minimiert die erforderlichen Verbindungen und ermöglicht sehr kompakte Wandler. Der Digitalausgang erlaubt die Auswahl des Filters für den Bitstream, um je nach Anwendung zwischen Auflösung und Reaktionszeit abwägen zu können. Digitalausgänge sind zudem unempfindlich gegenüber Störungen in rauen Umgebungen. Für eine typische Übertragungsfunktion beträgt die durchschnittliche Bitstream-Dichte 50% für null Primärstrom und 10 oder 90% für maximale Ströme in negativer oder positiver Richtung. In den ersten Mustern wird der Takt, in einem Modus, als 10 MHz Signal ausgegeben. Sowohl die Takt- als auch Datensignale sind Single-Ended auf CMOS-Pegel. Alternativ kann der Ausgang an zwei Anschlüssen Manchester-kodiert sein, um dem RS422-Standard zu entsprechen. Der Platzbedarf der Sensoren ist der gleiche wie bei den analogen HLSR- und HO-Wandlern. Die neuen Wandler können mit 3,3 oder 5 V betrieben werden. Der Betriebstemperaturbereich erstreckt sich von -40 bis +105 °C. Verschiedene Filter können je nach Bitstream zum Einsatz kommen. Zum Beispiel: Kommt ein sinc3-Filter mit einer OSR (Over-Sampling Ratio) von 128 zum Einsatz, beträgt die effektive Auflösung eines 50-A-Sensors 12 Bit, und die Reaktionszeit liegt bei etwa 38 µs. Kommt ein sinc2-Filter mit einer OSR von 16 zum Einsatz, ergibt sich eine Reaktionszeit von 4,6 µs bei gleichem Bitstream, aber mit einer reduzierten Auflösung von 6 Bit. Wandler der HO-Serie bieten zusätzlich eine Überstromerkennung (OCD; Over-Current Detection), die den Stromwert vor dem A/D-Wandler misst. The Reaktionszeit der OCD-Funktion beträgt 2 µs. Künftig werden die Wandler dieser Serie, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, zwei zusätzliche Anschlüsse aufweisen. Die Takt- und Datensignale können dann differenziell sein, um den RS422- und LVDS-Standards zu entsprechen. Außerdem lässt sich der Wandlertakt als Eingang konfigurieren (im Bereich 5 bis 12,5 MHz), damit im gesamten System nur ein einziger Takt zum Einsatz kommt. Die heute verfügbaren Single-Ended- und Manchester-Modi werden weiterhin unterstützt.