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CMOS Microsystem for AC Current Measurement with Galvanic Isolation

Authors :
Philippe Poure
F. Anstotz
Vincent Frick
Luc Hebrard
F. Braun
POURE, Philippe
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Électronique et de Physique des Systèmes Instrumentaux (LEPSI)
Université Louis Pasteur - Strasbourg I
Source :
IEEE Sensors Journal, IEEE Sensors Journal, 2003
Publication Year :
2003
Publisher :
HAL CCSD, 2003.

Abstract

In this paper, we present an integrated ac current sensor based on sensitivity-optimized horizontal Hall effect devices and a differential readout chain. This microsystem has been designed for 5-A rms nominal ac current measurement with 5-kV galvanic isolation and 0.5% accuracy after calibration from 250 mA to 5 A, over 1.5-kHz bandwidth, which allows up to 30th (25th) harmonic detection in 50-Hz (60-Hz) applications. This qualifies the current sensor microsystem for class 1 products according to international norms for energy meters (IEC44-1 and IEC1036). From the sensing element throughout the instrumental chain's output, the signal conditioning is exclusively performed by low-noise standard CMOS analog blocks. Moreover, the whole microsystem features a mixed-signal structure dedicated to auto-balancing.

Details

Language :
English
ISSN :
1530437X
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE Sensors Journal, IEEE Sensors Journal, 2003
Accession number :
edsair.doi.dedup.....9831bd0a1ff437350ec97393f23e833d