Прецизна верига за наблюдение и наблюдение на тока с помощта на IC NCS21xR

Ако търсите текущи шунтови монитори или настоящи усилватели на смисъл, тогава сте попаднали на дясната страница.

Текущият шунтов монитор е инструментален усилвател, който усеща тока през маневрен резистор в системата и го преобразува в логически изходен сигнал за задействане на комутационно устройство, като реле, транзистор или SCR.

Превключващото устройство се използва или за прекъсване, или за изключване на причината за нарастващия ток през шунтиращия резистор, като по този начин осигурява защита на устройството, което се наблюдава от сензорния усилвател.

Защо се нуждаем от текущото наблюдение и къде можем да използваме текущите шунтови монитори:

• Управление на захранването в DC-DC преобразуватели и ниско отпадане (LDO) регулатори на напрежението
• Преносим компютър, таблети и други комуникационни устройства.
• Електрически превозни средства
• Зарядни батерии до следете зареждането и разреждането .
• За да настроите правилното позициониране на соленоида във вериги
• За да следите изискванията за мощност на двигателя и контролирайте скоростта в системата за управление на двигателя.
• Чувствайте тока, за да защитите необичайно внезапно прилив на ток в системата, което може да повреди системата.
• Усетете текущия поток и измерете мощността чрез ватметър.

Независимо дали сте любител, електротехник, студент или професионален инженер „NCS21xR и NCV21xR“ семейството интегрални схеми от ON Semiconductor са най-доброто решение за вас.

Това са мониторите за изходно напрежение и токов шунт, които могат да наблюдават напреженията в шунтиращия резистор.

Независимо от захранването, операционният усилвател NCS21 може да измерва напрежението от -0,3 до 26V при общ режим. За измерване или усещане на тока във верига имате две възможности:

Сензорът с ниска страна е най-лесната и евтина техника, при която можете да свържете проста операционен усилвател .

The токова сензорна верига могат да бъдат свързани между товара и земята. При дискретни операционни усилватели (Op Amp), свързващи шунта със земята, може да се появи шум, но този проблем е разрешен в NCS21xR.

Докато е в сензори с висок страничен ток, веригата на монитора трябва да бъде свързана между захранването и товара.

IC NCS21xR е много полезен за отчитане на ток както от високи, така и от ниски странични техники.

Серията NCS21xR ICs са високочувствителни токови шунтови монитори, които могат да се използват за точни сензорни приложения.

Основни характеристики:

Някои ключови характеристики на интегралните схеми NCS21xR и NCV са следните:

• Работно напрежение + 2.2V до + 26V
• Много разнообразен диапазон на работната температура (-40 ° C до + 125 ° C)
• Текуща консумация 40µA до 80µA най-подходящата интегрална схема за устройства, работещи с батерии (сензори, преносими компютри и др.)
• Добър динамичен обхват на изхода между релсите и релсите (RRO) за усилвател за работа на сигнали.
• Ниският отклонен отклонение (0,5 µ V / ° C) го прави идеален за разнообразие от прецизни и преносими приложения.
• Изисква много ниско компенсирано напрежение ± 35 µV на входа, за да доведе до изхода 0.

ПИН функционалности и конфигурация:

ИС на NCS21xR и NVC21xR се предлагат в два конфигурационни пакета, SC70-6 и UQFN10, както е показано на снимката.

IN- и IN + щифтовете трябва да бъдат свързани през шунтиращия резистор във веригата. Vs и GND щифтовете са за захранване на интегралната схема за работа.

OUT щифт е предназначен за изходния сигнал от усилвателя.

REF щифтът трябва да бъде свързан със земята при еднопосочна работа, а при двупосочна работа REF трябва да бъде свързан с референтна верига на напрежението.

Как да изберем шунтов резистор:

Изборът на шунтиращ резистор е ключовият фактор за точното измерване на тока.

Точността на измерването на тока зависи от размера и стойността на шунтиращия резистор.

Ако изберете по-голямата стойност на резистора, може да получите по-точното измерване, но по-голямото съпротивление може да доведе до текущите загуби.

Производителят препоръчва използването на четирите терминални резистора.

Той ще предложи 2 клеми за токов път във веригата и два терминала за път за откриване на напрежение за усилвател.

Еднопосочна работа:

При еднопосочна работа токът тече само в една посока като захранвания и вериги за наблюдение на тока на натоварване. За да свържете NCS21 за еднопосочна работа, направете следните стъпки:

1. Свържете съпротивлението на шунта и захранването с товар към диференциалните входни щифтове на IC.
2. Свържете щифта REF със земята.
3. Осигурете захранване за IC чрез Vs и GND щифт. IC може да се захранва от отделно захранване или от същото захранване на товара.
4. Ако искате да откриете ток на късо съединение на захранващото устройство, използвайте отделното захранване за интегралната схема.

Изход 1: Ако REF щифтът е заземен и няма ток, преминаващ през съпротивлението на шунта, тогава изходът на NCS21xR ще бъде в рамките на 50mV.

Изход 2: Когато има ток, преминаващ през съпротивление на шунта, изходът ще бъде до 200mV от приложеното захранващо напрежение VS.

Двупосочна операция:

В двупосочен токов шунт монитор веригата работи както при отрицателно, така и при положително общо напрежение.

Веригите за двупосочен токов контролен шунт се използват в системата за зареждане на батерията, за да открият тока в двете посоки (по време на зареждане и разреждане).

Изходът при двупосочна работа варира между отрицателно и положително напрежение около напрежение на отклонение, приложено на щифта REF. За двупосочна работа щифтовете на NCDS21xR трябва да бъдат свързани, както следва:

1. Свържете съпротивлението на шунта и захранването с товар към диференциалните входни щифтове (IN- и IN +) на IC
2. Референтната верига за напрежение трябва да бъде свързана към REF щифт, веригата трябва да е с нисък импеданс.
3. REF щифтът може да бъде свързан последователно или шунтиращ към референтното напрежение или директно към всяко захранващо напрежение.
4. Осигурете захранване за IC чрез Vs и GND щифт.

Изход: Ако напрежението надвишава напрежението (Vs + 0,3V) на REF щифт, тогава той ще пренасочи диода, свързан между щифтовете REF и Vs.

Филтриране на входа и изхода:

Филтрирането на входния и изходния сигнал е много важно за комуникационните устройства и вериги.

Входните диференциални сигнали при напрежение в общ режим могат да бъдат усилени по време на чувствителността на високата страна.

Устройствата могат да усилват малките напрежения и шум на много високо ниво през шунта, което може да доведе до грешка в измерването на тока.

За да се подобри точността на измерването е необходимо да се филтрира входния път на текущото засичане.

Внедряването на филтри може да стане чрез добавяне на филтърния резистор, както е показано на фигурата.

Неправилният избор на филтърния резистор може да доведе до неточна печалба. Препоръчва се стойността на входния резистор да бъде по-малка или равна на 10Ω.

Може да се добави кондензатор, който да съответства на времевата константа на шунтиращия резистор. За да филтрирате високочестотен шум, стойността на кондензатора трябва да бъде увеличена до стойност, която осигурява необходимото филтриране.

Преходни процеси, надвишаващи 30 волта:

NCS21xR предлага възможност за проектиране на верига за приложения с преходни напрежения в общ режим над 30 волта.

ДА СЕ Ценеров диод или диоди за прекъсване на преходно напрежение (TVS) могат да бъдат поставени с външен входен резистор от 10Ω. Имате две възможности за фиксиране на диодите:

Вариант първи: Фиксирайте един диод TVS с два диода през усилвателя, както е маркирано в зелено на фигурата по-долу:

Вариант 2: Добавете към TVS диоди като подчертано синьо на фигурата по-долу

Изключване на NCS21xR:

ДА СЕ логическа порта или MOSFET превключвател на захранването или a транзисторно заключване може да бъде конфигуриран с OUT щифт на NCS21xR, за да изключи захранването към интегралната схема и да защити свързаната верига от откритата над текущата ситуация.