ACS712引脚如何处理20 A？

我正在搜索一些电流测量IC，找到了ACS712，但是我无法弄清楚看似小的引脚如何处理20 A电流，因为走线宽度计算器说我需要一条近一英寸厚的走线处理相同的电流。

请注意，该IC已停产，不建议用于新设计，建议使用ACS723。它也以完全相同的封装提供30A版本。

PCB跟踪计算器基于以下基本假设：

• 长时间分布的痕迹。
• 薄的导电层。
• 给定板的几何形状和走线位置，应用温度可以接受

对于许多应用，限制因素将是走线的电阻以及可接受的压降。在其他应用中，PCB的温度升高会影响其中组件的可用功耗。但是，如果这些因素不是关键因素，则可能会出现更细的痕迹。

但是在IC上，这些假设都不成立：

• 引脚和相关的焊料比它们所连接的PCB层要厚得多。
• IC是小型集总元件，其功耗受其尺寸和PCB提供的散热片面积（如果不涉及其他散热片）的限制。

IC上电流的主要限制是：

• 键合线的载流量（本质上是保险丝）
• 封装/ IC功耗
• 专用于功耗的PCB区域。

在这种特定的IC上，很明显，电源走线甚至都没有接触到IC本身，也就是说，没有与之关联的键合线。它依靠薄而短的金属桥（该金属桥是封装的一部分）产生磁场，该磁场与IC内部的霍尔传感器相互作用。它规定该电桥（包括引脚本身）的总电阻应小于1.5mΩ。

这意味着在30A时，IC的耗散将小于1.4W，按照数据手册中的规定进行安装时，意味着温度比环境温度高出32°C以下（远低于80°C的最大规格）。降低IC温度似乎更重要的是保持精度，而不是处理功耗。

另请注意，数据手册要求一定的耗散面积。通过提供1500mm ^ 2的2oz铜用于耗散，温度上升降低到仅7°C。可以通过PCB中所需的厚走线轻松地提供此类区域。

您的问题几乎适用于所有大电流IC和功率器件。显然，引线本身是粗铜线，容量远远超过20A。例如，许多功率FET可以处理100安培的脉冲电流。
提供PCB走线以允许该电流流过几乎与器件引线框和连接线的功能无关。

此ACS视频显示了能够提供100A电流的设备，可能会对您有所帮助。请注意，暴露于100A的PCB的数量非常少，因为它们具有直接用螺栓固定/焊接在设备附近PCB上的大铜连接器。大多数PCB厚度/宽度计算器都使用给定的CSA计算线性长度上的电压降。保持PCB的长度短，压降小，从而减少功耗。

Allegro的这种解释还可以帮助您理解为什么将IC内部的载流导体变窄以产生所需的磁场。

增加PCB铜厚度的主要问题是成本。仅以较高的厚度制作所选走线的成本非常高，通常这也会推高基础PCB的厚度，从而为连接线提供机械强度。

在PCB上提供铜引线框架要便宜得多，这些引线框架可以冲压并贴装SMT或通孔。见这里和这里，并在谷歌搜索的附加选项。

对于少量DIY，我只需将导线焊接到PCB轨道，既简单又有效。

如果在PCB上目标20 A，则可能需要使用较厚的铜层进行相应的设计。并使用外部图层进行此类跟踪。也许在痕迹上使用焊锡膏，请参见此。许多PCB房屋通常提供4 oz / ft2厚的铜，计算器会为您提供合理的走线宽度〜180 mils（〜5mm宽）。如果您能够承受20C的温升，则走线甚至可以更小（低至120密耳）：

您还可以在PCB的两面使用走线并缝制它们，使其宽度仅为1.5毫米。

1.2mΩ的大部分电阻位于下部引脚上的微小环路中，以使霍尔效应传感器正常工作。2.1 kVRMS绝缘是嵌入式的环氧树脂间隙。

它必须承受这种电流，但不是很远。

因此，当前循环的其余部分取决于您的设计。

通过设计，您可以使电流环路面积与接地层或电源层保持较小和较短的距离，或者将其卸载至类似的1mΩ触点和笨重的电缆等。

通常，DIY电流分流器的最大降幅为50mV，以限制功率分流电阻器的功耗，然后使用高电压增益。该IC仅下降24mV，因此@ 20A的功耗仅为480mW。

它也被电隔离。因此有很多优点，Allegro专注于使霍尔传感器的非线性效应得到补偿，以实现合理的误差容限。

细节在于魔鬼。仅仅因为传感器可以测量高达20A的电流，并不意味着您应该这样做。

你为什么不呢 如果将此类传感器用于某种形式的控制，并且目标电流为20A，则您不希望仅测量20A的传感器，因为这样会丢失测量细节。同样，您将没有过电流指示。

当您要测量/控制10-15A时，通常会选择20A传感器。这有助于减少引脚上的电流应力。

但是，您会惊讶于此类引脚可以处理多少电流。如果阅读数据手册，可以看到该环路的相关电阻为1.2mR，这将使损耗为480mW。这非常麻烦，必须通过连接的走线将其从设备中抽出。引脚和相关的连接也可以承受5倍的额定电流。

基本上可以测量和可以连续测量之间是有区别的。如果要使用这种设备进行连续测量，则需要提供适当的热管理，以使芯片和周围的连接保持在数据表的限制内。

至于痕迹。对于给定的温度，IPC-2152给出了承载这样的电流所需的走线宽度的方向

0.5盎司-> 60毫米宽的迹线。
1盎司-> 30毫米宽。
2盎司-> 17毫米宽。
3盎司-> 12毫米宽。
4盎司-> 7.5毫米宽。

同样，这可以在多层之外实现以共享负载电流

关于散热，一平方英寸的标准厚度铜箔（每平方英尺1盎司，1.4密耳厚，或35微米厚）具有每瓦70摄氏度的端对端热阻。您可以计划这些电流测量IC的散热。

首先，设备上有两个引脚承载电流，设计人员最确定的是要确保电流在这两个引脚之间平均分配。

两个插针总计约0.8mm²的铜，大致相当于AWG20。如您所见，它们在熔化之前应该能够承受大约50A的电流10s，因此20A并不是不可能的，尽管它相当高。