ROHM präsentiert kleinsten berührungslosen Stromsensor der Industrie

Ultrakompaktes, hochzuverlässiges Design eliminiert die Wärmeentwicklung und verbessert Sicherheit und Energieeinsparungen in Industrieanlagen.

Willich-Münchheide, 21. Dezember 2018 – ROHM kündigt mit dem BM14270MUV-LB einen der kleinsten berührungslosen Stromsensoren der Industrie an. Der neue Baustein zeichnet sich durch minimalen Stromverbrauch und eine äußerst kompakte Größe von 3,5 mm x 3,5 mm x 1,0 mm (L x B x H) aus. Somit ist er ideal für Industrieanlagen und Verbrauchergeräte, die Betriebsbedingungen über den Stromfluss erfassen. Dazu gehören batteriebetriebene Drohnen, Solaranlagen und Server in Rechenzentren, die hohe Leistung benötigen. (Bild 1) Das weltweit wachsende Bewusstsein für Energieeinsparung und Sicherheit sowie Umweltauflagen erfordern in den letzten Jahren Sicherheitsmaßnahmen und Strombedarfsvisualisierungen in Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf. Dies führt zu einer erhöhten Nachfrage nach Stromsensoren. Herkömmliche Stromsensoren, die sich Shunt-Widerständen bedienen zeichnen sich durch eine hohe Stromaufnahme aus da der Strom in den Sensor selbst eingebracht werden muss. Es gab bisher keine Stromsensoren auf dem Markt, die eine hohe Zuverlässigkeit und geringe Verluste in einem kompakten Formfaktor (3,5 mm²) bieten. ROHM entwickelte einen Stromsensor mit einem hochempfindlichen Niederstrom-MI-Element, das eine völlig berührungslose Stromerfassung ermöglicht. Bei der Entwicklung des BM14270MUV-LB wurden die branchenführenden Halbleiterproduktions- und Sensorsteuerungstechnologien von ROHM mit dem MI-Element (Magneto-Impedanz) von Aichi Steel kombiniert. Das Ergebnis ist ein berührungsloser Stromsensor, bei dem zur Messung kein Strom ins Innere des Sensors eingebracht werden muss. Der Sensor selbst nimmt sehr wenig Strom auf (0,07 mA – 100x kleiner als bei herkömmlichen Produkten) und hat die industrieweit geringste Größe (3,5 mm²). Zusätzlich ist eine Störfeldunterdrückung zum Schutz vor Rauschen enthalten, die eine Abschirmung überflüssig macht. Der digitale Ausgang über den eingebauten A/D-Wandler reduziert die Belastung der MCU und erleichtert die Stromüberwachung. Diese Eigenschaften ermöglichen es dem Nutzer, den Strom in nahezu jeder Anwendung mit hoher Zuverlässigkeit zu erfassen, von kompakten batteriebetriebenen Geräten bis hin zu Industrieanlagen mit hoher Leistungsaufnahme. ROHM wird auch in Zukunft leistungsstarke und hochzuverlässige Sensoren entwickeln, die vom IoT- und Industrieanlagenmarkt gefordert werden. (Bild 2) Verfügbarkeit: Januar 2019 (Muster), April 2019 (OEM-Mengen) Hauptmerkmale 1. Berührungslose Stromerfassung erreicht eine höhere Systemzuverlässigkeit. Herkömmliche Produkte können keinen Strom erfassen, ohne Strom in den Sensor selbst zu ziehen. Dies erzeugt sowohl Verluste als auch Wärme und verursacht möglicherweise einen Anlagenstillstand, falls der Sensor ausfällt oder beschädigt wird. Im Gegensatz dazu ermöglicht der BM14270MUV-LB die berührungslose Strommessung durch den Einsatz eines hochempfindlichen MI-Sensors. In der Folge entstehen selbst bei Hochspannungsanwendungen keine Energieverluste oder Wärmeentwicklung. Somit wird das Design vereinfacht und die Zuverlässigkeit des Systems verbessert, da keine Isolierung erforderlich ist. 2. Kompaktes, extrem stromsparendes Design, optimiert für batteriebetriebene Geräte. Bei herkömmlichen Produkten ist die Stromaufnahme des Hall-Elements groß, was bei Hall-basierten Stromsensoren zu einer Stromaufnahme von rund 10 mA führt. Auf der anderen Seite erreicht ROHMs neuestes Produkt mit MI-Technologie die industrieweit niedrigste Stromaufnahme von nur 0,07 mA (0,35 mW Leistungsaufnahme bei 5-V-Betrieb) – 100x niedriger als herkömmliche Produkte. Darüber hinaus wird der BM14270MUV-LB in einer äußerst kompakten Größe von 3,5 mm im Quadrat (im Vergleich zu herkömmlichen 6,0 mm x 4,9 mm großen Produkten) angeboten, was ihn ideal für batteriebetriebene Geräte macht. (Bild 3) 3. Die eingebaute Störfeldunterdrückung macht eine Abschirmung überflüssig. Typischerweise treten bei herkömmlichen Produkten Messfehler durch störende Magnetfelder auf, wie sie beispielsweise durch den Erdmagnetismus (d.h. terrestrisch) entstehen. Daher müssen Abschirmungen verwendet werden, um Störungen zu verhindern. Dagegen verfügt der BM14270MUV-LB über eine Funktion, die störende Magnetfelder durch reziproke Verdrahtung aufhebt. Dadurch wird nur das Magnetfeld des Zielstroms erfasst und ohne Verwendung von Abschirmungen eine hochgenaue Messung ermöglicht. (Bild 4 und 5) 4. Digitalausgang erleichtert die Stromerfassung Der digitale Ausgang über den eingebauten A/D-Wandler reduziert die MCU-Last beim Einbau in Server und anderen Anwendungen mit hoher Leistung und ermöglicht eine einfache Stromerkennung. Anwendungsbeispiele Infrastruktur wie Leistungsmessgeräte, Energiespeichersysteme, Solaranlagen und Server Mechanische Geräte, die eine hohe Leistung benötigen, einschließlich Roboter, FA (Fabrik-Automatisierung) und Klimaanlagen. Batteriebetriebene Geräte (z.B. Drohnen) Ideal für alle Anwendungen, die eine Überwachung des Stroms erfordern. Terminologie MI-Element (Magneto-Impedanz) Das weltweit erste Bauteil, das einen speziellen amorphen Draht verwendet, der von der Aichi Steel Corp. entwickelt wurde. Entwickelt zur Erkennung von Magnetfeldern, zeichnet es sich durch eine hohe Empfindlichkeit bei geringer Leistungsaufnahme aus. Infolgedessen wird erwartet, dass diese Technologie in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt wird, um das IoT zu beschleunigen.

Über ROHM Semiconductor ROHM Semiconductor, ein weltweit aktives Unternehmen, das per 31.3.2018 einen Umsatz von rund 3,65 Mrd. US-Dollar erwirtschaftete und 23.120 Mitarbeiter beschäftigt, entwickelt und produziert eine umfangreiche Produktpalette, zu der integrierte Schaltungen, SiC-Dioden, SiC-MOSFETs, SiC-Module, Transistoren, LEDs und weitere elektronische Bauelemente, aber auch Widerstände, Tantal-Kondensatoren und Druckköpfe gehören. Die Produktion erfolgt in modernsten Fertigungsstätten in Japan, Korea, Malaysia, Thailand, den Philippinen und China. Lapis Semiconductor, SiCrystal AG, Kionix und Powervation Ltd. gehören ebenfalls der ROHM Semiconductor Group an. ROHM Semiconductor Europe mit seiner Zentrale nahe Düsseldorf betreut die EMEA-Region (Europe, Middle East, Africa). Für weitere Informationen besuchen Sie bitte www.rohm.de