IC NCS21xR kullanarak Hassas Akım Algılama ve İzleme Devresi

Mevcut şönt monitörleri veya mevcut algılama amplifikatörlerini arıyorsanız, o zaman doğru sayfaya geldiniz.

Akım şönt monitörü bir enstrümantasyon amplifikatörüdür. akımı algılar bir sistemdeki bir şönt direnci üzerinden geçer ve bunu bir röle, transistör veya SCR gibi bir anahtarlama cihazını tetiklemek için mantıksal bir sinyal çıkışına dönüştürür.

Anahtarlama cihazı, şönt direnç boyunca yükselen akımın nedenini kesmek veya kapatmak için kullanılır, böylece algılama amplifikatörü tarafından izlenen cihaza koruma sağlar.

Neden akım algılamaya ihtiyacımız var ve mevcut şönt monitörlerini nerede kullanabileceğimiz:

• Güç Yönetimi DC-DC Dönüştürücüler ve düşük bırakma (LDO) voltaj regülatörleri
• Dizüstü bilgisayar, tabletler ve diğer iletişim cihazları.
• Elektrikli Araçlar
• Pil Şarj Cihazları şarj ve deşarjı izleyin .
• Devrelerde Doğru Solenoid Konumlandırmasını Ayarlamak İçin
• Motorun güç gereksinimlerini izlemek ve hızı kontrol et Motor Kontrol sisteminde.
• Anormal ani bir akımı korumak için akımı algılayın. akım dalgalanması sisteme zarar verebilir.
• Akım akışını algılayın ve watt değerini watt metre ile ölçün.

Bir hobi, elektrikçi, öğrenci veya profesyonel bir mühendis olun, 'NCS21xR ve NCV21xR' ON Semiconductor'ın IC ailesi sizin için en iyi çözümdür.

Bunlar, şönt direnç boyunca voltajları izleyebilen voltaj çıkışı ve akım şönt monitörleridir.

Güç kaynağından bağımsız olarak, NCS21 op amp, ortak modda -0.3 ile 26V arasındaki voltajı ölçebilir. Bir devredeki akımı ölçmek veya algılamak için iki seçeneğiniz vardır:

Düşük taraf algılama, basit bir bağlantı kurabileceğiniz en kolay ve ucuz bir tekniktir. operasyonel amplifikatör .

akım algılama devresi yük ile toprak arasına bağlanabilir. Şantı toprağa bağlayan ayrık işlemsel yükselteçlerde (Op Amp) gürültü ortaya çıkabilir, ancak bu sorun NCS21xR'de çözülmüştür.

Yüksek taraf akım algılamasında iken, monitör devresi besleme ve yük arasına bağlanmalıdır.

NCS21xR IC, akımı hem yüksek hem de düşük taraf tekniklerinden algılamak için çok faydalıdır.

NCS21xR ICs serisi, doğru akım algılama uygulamaları için kullanılabilen yüksek hassasiyetli akım şönt monitörleridir.

Belirgin özellikleri:

NCS21xR ve NCV IC'lerin bazı temel özellikleri şunlardır:

• Çalışma Gerilimleri + 2.2V - + 26V
• Çok çeşitli çalışma sıcaklığı aralığı (-40 ° C ila + 125 ° C)
• Akım Tüketimi 40µA ila 80µA pille çalışan cihazlar (sensörler, dizüstü bilgisayar vb.) İçin en uygun IC
• Amplifikatörün sinyaller üzerinde çalışması için iyi bir dinamik raydan raya çıkış (RRO) aralığı.
• Düşük ofset sapması (0,5 µ V / ° C), onu çeşitli hassas ve taşınabilir uygulamalar için ideal hale getirir.
• Çıkışın 0 olmasına neden olmak için girişte çok düşük ofset voltajı ± 35 µ V gerektirir.

PIN işlevleri ve Yapılandırması:

NCS21xR ve NVC21xR IC'ler, resimde gösterildiği gibi SC70-6 ve UQFN10 olmak üzere iki konfigürasyon paketinde mevcuttur.

IN- ve IN + pimleri, devredeki şönt direnç üzerinden bağlanacaktır. Vs ve GND pinleri, işletim için IC'ye güç beslemesi içindir.

OUT pini, amplifikatörden gelen çıkış sinyali için tasarlanmıştır.

REF pini tek yönlü çalışmada toprağa bağlanacak ve çift yönlü çalışmada REF voltaj referans devresine bağlanmalıdır.

Şönt direnci nasıl seçilir:

Şönt direnci seçimi, hassas akım ölçümünü elde etmek için anahtar faktördür.

Akım ölçümünün doğruluğu şönt direncinin boyutuna ve değerine bağlıdır.

Daha büyük direnç değerini seçerseniz, daha doğru ölçüm elde edebilirsiniz, ancak daha büyük direnç, akım kayıplarına neden olabilir.

Üretici tarafından dört terminal direncinin kullanılması önerilir.

Devredeki akım yolu için 2 terminal ve amplifikatörün algılaması için voltaj algılama yolu için iki terminal sunacaktır.

Tek Yönlü Çalışma:

Tek yönlü çalışmada akım, güç kaynakları ve yük akımı izleme devreleri gibi yalnızca bir yönde akar. NCS21'i tek yönlü işlem için bağlamak için aşağıdaki adımları uygulayın:

1. Şönt direncini ve yük güç kaynağını IC'nin diferansiyel giriş pinlerine bağlayın.
2. REF pinini toprağa bağlayın.
3. IC için Vs ve GND pini aracılığıyla güç kaynağı sağlayın. IC, ayrı güç kaynağından veya yükün aynı güç kaynağından çalıştırılabilir.
4. Yük güç kaynağında kısa devre akımını tespit etmek istiyorsanız, IC için ayrı güç kaynağı kullanın.

Çıkış 1: REF pini topraklanmışsa ve şönt direncinden geçen akım yoksa, NCS21xR'nin çıkışı 50mV içinde olacaktır.

Çıktı 2: Şönt direncinden geçen akım olduğunda, çıkış uygulanan VS besleme geriliminin 200mV'una kadar olacaktır.

Çift Yönlü Çalışma:

İki yönlü akım şönt monitöründe, devre hem negatif hem de pozitif ortak mod voltajlarında çalışır.

Çift yönlü Akım şönt izleme devreleri, akü şarj sisteminde akımı her iki yönde de (şarj ve deşarj sırasında) tespit etmek için kullanılır.

Çift yönlü çalışmada çıkış, REF pinine uygulanan bir ön gerilim etrafında negatif ve pozitif gerilimler arasında değişir. Çift yönlü çalışma için NCDS21xR'nin pimleri aşağıdaki gibi bağlanmalıdır:

1. Şönt direncini ve yük güç kaynağını IC'nin diferansiyel giriş pinlerine (IN- ve IN +) bağlayın
2. Gerilim referans devresi REF pinine bağlanacak, devre düşük empedanslı olmalıdır.
3. REF pini, voltaj referansına veya doğrudan herhangi bir voltaj kaynağına seri veya şönt olarak bağlanabilir.
4. IC için Vs ve GND pini aracılığıyla güç kaynağı sağlayın.

Çıktı: Voltaj REF pinindeki voltajı (Vs + 0.3V) aşarsa, o zaman REF ve V pimleri arasına bağlanan diyotu ileri doğru yönlendirecektir.

Giriş ve çıkışın filtrelenmesi:

Giriş ve çıkış sinyalinin filtrelenmesi iletişim cihazları ve devreleri için çok önemlidir.

Ortak mod voltajındaki giriş diferansiyel sinyalleri, yüksek taraf algılama sırasında yükseltilebilir.

Cihazlar, şönt boyunca küçük voltajları ve gürültüyü çok yüksek seviyede yükseltebilir, bu da akım ölçümünde bir hataya neden olabilir.

Ölçüm doğruluğunu iyileştirmek için akım algılamanın giriş yolunu filtrelemek gerekir.

Filtrelerin uygulanması, şekilde gösterildiği gibi filtre direnci eklenerek yapılabilir.

Yanlış filtre direnci seçimi yanlış kazanıma neden olabilir. Giriş direncinin değerinin 10Ω'dan küçük veya eşit olması önerilir.

Şönt direncinin zaman sabitine uyması için bir kapasitör eklenebilir. Yüksek frekanslı bir gürültüyü filtrelemek için, kapasitörün değeri, gerekli filtrelemeyi sağlayan bir değere yükseltilmelidir.

30 Voltu Aşan Geçici Akımlar:

NCS21xR, 30 volttan fazla geçici ortak mod voltajlarına sahip uygulamalar için devre tasarlama yeteneği sunar.

KİME Zener diyot veya geçici voltaj bastırma (TVS) diyotları 10Ω'luk harici giriş direnci ile yerleştirilebilir. Diyotları düzeltmek için iki seçeneğiniz var:

Birinci seçenek: Amplifikatör boyunca iki diyotlu tek bir TVS diyotunu aşağıdaki şekilde yeşil renkle vurgulanmış şekilde sabitleyin:

Seçenek 2: Aşağıdaki şekilde mavi vurgulanmış olarak TVS diyotlarına ekleyin

NCS21xR'yi kapatma:

KİME mantık kapısı veya MOSFET güç anahtarı veya a transistör mandallama IC'ye giden gücü kapatmak ve ilişkili devreleri algılanan aşırı akım durumundan korumak için NCS21xR'nin OUT pini ile yapılandırılabilir.