什么是各向异性磁阻？查看市场上基于 AMR 的电流
传感器的示例。
基于 GaN 和 SiC（碳化硅）技术的高带隙半导体现已成为电源系统设计人员的支柱。这些新元件的优点之一是它们可以以高速度切换高电流。
这意味着更小的过滤组件、更高的电源效率以及更小、更轻的成品。
这些好处的代价是需要能够实时测量
开关电流并将测量结果传达给系统的其余部分。基于各向异性磁阻 (AMR) 的设备是实现这一目标的一种方法。
AMR 电流传感器如何工作？
根据毕奥-萨伐尔定律，每当电流通过电线时，就会产生相应的
强磁场。利用这一自然事实来构建测量电流的 IC 需要三个步骤：
承载待测电流的“导线”内置于 IC 中，或位于 IC 正下方。这会产生与电流成正比的磁场。
在 IC 的另一个层面上，必须有一种方法将该磁场转换为电压。各向异性磁阻 (AMR) 技术利用坡莫合金，这是一种镍铁合金，其电阻在遇到磁场时会成比例变化。然后通过模拟电路将电阻转换为电压。
产生的电压与原始电流成正比。然后需要将其转换为可用的格式。
传感器与其测量电流的电路的接触是通过磁性。因此，与
变压器一样，芯片是电隔离的。
半导体制造商已经迎接了这一挑战，并且多家制造商现在提供了利用该技术的组件。
新纳MCx1101
ACEINNA MCx1101 系列成员广泛应用于服务器群、物联网、电信电源、电动汽车充电、逆变器和电机控制等领域。
图片来自 ACEINNEA
它们有3.3 伏和5.0 伏版本，载流能力范围为 5 安培至 50 安培，交流或直流。并以 1.5 MHz 带宽运行。该电流传感器系列的成员均可在 200 纳秒内检测到过流状况。
这些装置的初级电流路径电阻为 0.9 毫欧，隔离电压为 4.8 kV，通常消耗 4.5 mA 电流。它们采用 SOIC-16 封装，可在 -40 至 +105°C 的温度范围内运行。
据ACEINNA介绍，“这些器件经过工厂校准，可实现低失调误差，并提供与传导电流成线性比例的模拟电压输出……AMR传感器器件结构旨在消除对杂散和共模磁的敏感性。由于ACEINNA传感器技术固有的低输出噪声，因此不需要额外的滤波来降低噪声，从而降低具有动态负载曲线的系统中低电平电流的精度。”
图片来自新纳
ACEINNA 提供EB0013 评估板，帮助设计人员启动并运行该系列 AMR 电流传感器。
Sensitec 的 CFS1000
该CFS1000可以处理高达 1000 安培的直流、脉动直流或高达 500 kHz 的交流。没有通过该设备的电流路径。相反，它采用外部母线。下面是测量流入电动汽车的功率（电流的函数）的设备的概念。
图片来自Sensitec 视频
当然，在本例中，由于母线与 AMS 元件不匹配，因此这样做是 OEM 设计过程的一部分。Sensitec 提供自己的模拟工具“ Calc-U-Bar ”来简化流程。
该 CFS1000 包括具有可调阈值的快速过流检测。它是符合 AEQ-Q100 标准的设备。
Isentek 的 IST8110
Isentek 的 IST8110 系列是另一个基于 AMR 的电流传感器系列。它们可以测量高达 500 kHz 的直流和交流信号。这些单元通过 I2C 数字输出进行通信。该芯片本身采用 7.0 x 7.0 x 1.0 mm 8 引脚 LGA 封装。
该系列由ICSM1015、ICSM1030和ICSM1050三种模块化封装组成，初级电流测量范围分别为±15A、±30A、±50A。-40°C 至 125°C 范围内的准确度在 2% 以内。
流量计中的 AMR 技术
AMR在液体流量计中有着广泛的应用。原理如下图所示，取自村田制作所的视频。
基于 AMR 的电流传感器的渲染图。更改了Murata的屏幕截图
风车结构的旋转速度与通过的水量成正比。飞轮上的红色和蓝色结构具有磁性。当水流过所示的两个基于 AMR 的芯片下方时，这些芯片会记录给定量的水流。如果流动方向改变，外部电路将记录变化的脉冲模式。
这些类型的设备本质上是电气设备，并且比同等的机械单元更坚固。它们也更准确。而且，由于输出测量结果是电信号，因此它可以更轻松地连接到物联网节点。
测量电流的其他方法
其他形式的测量包括隧道磁阻 (TMR) 和巨磁阻 (GMR)。Kate Smith 在“磁场传感器中的磁阻：TMR 传感器的应用”中描述了它们背后的物理原理，并提供了基于该科学的商业产品的描述。
霍尔效应
当磁场垂直于电流方向施加时，霍尔效应就会发挥作用。结果是电荷分离，并生成可测量的“霍尔电压”，如下所示。
霍尔效应。图片来自国家技术强化学习计划 (NPTEL)
霍尔效应可用于生产测量电流的 IC。Melexis 的 MLX91207就是一个例子。请注意，该设备的带宽为 70 KHz。霍尔效应电流传感器通常支持比基于 AMR 的设备更低的带宽。
分流电阻
与要测量电流的线路串联插入一个微小值的电阻。由于 I = E/R，因此可以通过添加简单元件来测量电流。这里的缺点是被测量的电流和进行测量的设备之间固有地缺乏隔离。
