Die NSM201X-Serie von NOVOSENSE basiert auf dem Hall-Effekt-Prinzip und wandelt den Strom im Bereich von ±100A isolierte Weise in eine lineare Ausgangsspannung um.
Für die Strommessung können verschiedene Messverfahren in Betracht gezogen werden. Zum Beispiel die resistive Strommessmethode, bei der ein Shunt-Widerstand verwendet wird, oder Stromsensoren, die auf dem Hall-Effekt basieren. Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile, abhängig von der jeweiligen Anwendung. Die Hall-Effekt basierende Stromsensor ICs von Novosense bieten jedoch einige signifikante Vorteile, die es zu erwähnen gilt!
Die auf dem Hall-Effekt basierenden Strommessverfahren wandeln das durch den Stromfluss erzeugte Magnetfeld in ein Spannungssignal um. Bei der herkömmlichen Methode wird ein ferromagnetischer Kern verwendet, der das stromführende Kabel umschließt. Der Strom fließt senkrecht zum Sensor.
Diese Methode eignet sich für die Messung hoher Ströme – oft über 100 A. Sie bietet eine gute Isolierung zwischen dem Sensor und dem im Kabel fließenden Strom. Sie erfordert jedoch zusätzliche Schaltungen, wie z. B. einen Differenzverstärker mit Verstärkungsregelung und eine Schaltung zur Temperaturkompensation, um eine akzeptable Genauigkeit zu erreichen.
Die NSM201X ICs von Novosense sind eine viel einfacher zu handhabende Lösung. Sie basieren gleichfalls auf dem Hall-Effekt-Prinzip und bieten Isolierung zwischen dem zu messenden Strom und dem Ausgangssignal. Sie sind TÜV- und UL62368/EN62368-zertifiziert. Ihr Messbereich reicht bis zu ±100A.
Darüber hinaus sind die erwähnten zusätzlich notwendigen Schaltkreiskomponenten bereits integriert. Durch die Verwendung eines internen differentiellen Hall-Paares wird er Fehler durch ein Gleichtaktmagnetfeld der äußeren Umgebung minimieren.
Die Hall-elemente und Verstärkerschaltungen zur Signalaufbereitung im NSM201x wandeln das Magnetfeld in eine Ausgangsspannung um, die proportional zum Eingangsstrom ansteigt oder abfällt. Dank dieser integrierten Lösung wird weniger Platz auf der Leiterplatte als bei herkömmliche Hallsensoren oder Widerstandsstromsensoren benötigt.
Resistive Stromsensoren erscheinen aufgrund ihrer einfachen Implementierung oft als praktisch. Die NSM201x-Serie bietet jedoch mehrere Vorteile im Vergleich zu dieser oder anderen Methoden.
Im Vergleich zur Shunt-Widerstands-Methode bietet die NSM201x-Serie eine hohe Isolationsspannung (je nach Gehäuse bis zu 5kVrms gemäß UL62368-1) und eine hohe Stabilität über die Lebensdauer.
Bei der Verwendung der Widerstandsmethode können die Wärmeableitung und die Leistungsverluste im Shunt-Widerstand Schwierigkeiten bereiten. Die NSM201X Serie löst dieses Problem jedoch, indem sie die Wärmeentwicklung im Chip minimiert. Die ICs von Novosense verfügen über einen niedrigen Widerstand im Strompfad: Entweder 0,85mΩ oder 1,2mΩ, je nach gewähltem Sensor. Weitere Einzelheiten entnehmen Sie bitte der nachstehenden Tabelle.
Die ICs der Serie NSM201X sind platzsparend. Der kleine Platzbedarf der ICs und die Tatsache, dass keine zusätzlichen Komponenten benötigt werden, ermöglichen eine sehr kleine Gesamtlösung im Vergleich zur resistiven Sensormethode, herkömmlichen Hall-Sensoren oder Stromwandlern. Die ICs können entweder in SOIC-8– oder SOICW-16-Gehäusen bestellt werden.
Verglichen mit der Strommessmethode mit Shunt-Widerstand und dem erforderlichen isolierten Operationsverstärker entfällt bei der NSM201x-Serie außerdem die Notwendigkeit einer primärseitigen Spannungsversorgung. Dadurch ist ein wesentlich einfacheres und günstigeres Layout möglich.
Die NSM201X-Serie garantiert von Haus aus einen Gesamtausgangsfehler im statistischen Bereich von ±3 Sigma, je nach Derivat unter ±2%. Der Nichtlinearitätsfehler beträgt typischerweise nur ±0,2%.
Der NSM2012 verfügt über einen internen genauen Temperaturkompensationsalgorithmus und eine werkseitige Kalibrierung für die hohe Genauigkeit. Diese Stromsensoren erreichen eine hohe Genauigkeit über den gesamten Temperaturbereich, so dass der Kunde keine zusätzliche Programmierung oder Kalibrierung vornehmen muss. Für z.B. 25°C bis 125°C beträgt der Gesamtausgangsfehler nur ±1,2% innerhalb des statistischen 3-Sigma-Bereichs.
Der NSM2015 hingegen verfügt über ein pseudodifferentielles Ausgangssignal. Zusätzlich zum Vout-Signal wird eine stabile Referenzspannung Vref 
von 2,5V bereitgestellt. Diese ändert sich innerhalb eines bestimmten Bereiches der Versorgungsspannung nicht, da der IC bereits einen LDO integriert hat. Dadurch wird die Stückliste weiter optimiert.
Der NSM2015 und der NSM2016 bieten eine Überstrom-Schutzfunktion. Über die Vref und einen Widerstand kann die Schwelle eingestellt werden. Im Falle eines Überstroms wird der dedizierte Fault-Pin (Open Drain) auf Masse gezogen, bis der Strom wieder unter den Schwellenwert sinkt.
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