Precyzyjny obwód wykrywania i monitorowania prądu za pomocą IC NCS21xR

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Jeśli szukasz monitorów bocznikowych lub wzmacniaczy prądowych, to trafiłeś na właściwą stronę.

Monitor bocznikowy prądu to wzmacniacz oprzyrządowania, który wyczuwa prąd przez bocznik rezystor w systemie i przekształca go w logiczne wyjście sygnałowe do wyzwalania urządzenia przełączającego, takiego jak przekaźnik, tranzystor lub tyrystor.



Urządzenie przełączające służy do odcinania lub wyłączania przyczyny narastającego prądu na rezystorze bocznikowym, zapewniając w ten sposób ochronę urządzenia monitorowanego przez wzmacniacz czujnikowy.

Dlaczego potrzebujemy bieżącego wykrywania i gdzie możemy użyć bieżących monitorów bocznikowych:



Niezależnie od tego, czy jesteś hobbystą, elektrykiem, studentem czy profesjonalnym inżynierem „NCS21xR i NCV21xR” rodzina układów scalonych firmy ON Semiconductor to najlepsze rozwiązanie dla Ciebie.

Są to monitory napięcia wyjściowego i bocznikowego, które mogą monitorować napięcia na rezystorze bocznikowym.

Niezależnie od zasilania, wzmacniacz operacyjny NCS21 może mierzyć napięcie od -0,3 do 26V w trybie wspólnym. Aby zmierzyć lub wykryć prąd w obwodzie, masz dwie opcje:

Wykrywanie niskiej strony jest najłatwiejszą i niedrogą techniką, w której można podłączyć prosty wzmacniacz operacyjny .

Plik obwód wykrywania prądu można podłączyć między obciążeniem a masą. W dyskretnych wzmacniaczach operacyjnych (wzmacniacz operacyjny) połączenie bocznika z masą może wprowadzić szum, ale problem ten został rozwiązany w NCS21xR.

Przy wykrywaniu prądu po stronie wysokiej obwód monitora powinien być podłączony między zasilaniem a obciążeniem.

Układ scalony NCS21xR jest bardzo pomocny w wykrywaniu prądu zarówno po stronie wysokiej, jak i po stronie niskiej.

Seria układów scalonych NCS21xR to wysokoczułe monitory bocznikowe, które mogą być używane do precyzyjnych aplikacji wykrywania prądu.

Zasadnicze elementy:

Oto niektóre kluczowe cechy układów scalonych NCS21xR i NCV:

  • Napięcia robocze od + 2,2 V do + 26 V.
  • Bardzo zróżnicowany zakres temperatur pracy (od -40 ° C do + 125 ° C)
  • Pobór prądu 40 µA do 80 µA Najlepszy układ scalony odpowiedni do urządzeń zasilanych bateryjnie (czujniki, notebook itp.)
  • Dobry zakres dynamiki wyjścia rail-to-rail (RRO) dla wzmacniacza do pracy z sygnałami.
  • Niski offset przesunięcia (0,5 µ V / ° C) sprawia, że ​​idealnie nadaje się do różnorodnych precyzyjnych i przenośnych zastosowań.
  • Wymaga bardzo niskiego napięcia offsetowego ± 35 µV na wejściu, aby na wyjściu było 0.

Funkcjonalności i konfiguracja PIN:

Układy scalone NCS21xR i NVC21xR są dostępne w dwóch pakietach konfiguracyjnych, SC70-6 i UQFN10, jak pokazano na rysunku.

Piny IN- i IN + należy podłączyć poprzecznie do bocznika w obwodzie. Piny Vs i GND służą do zasilania układu scalonego w celu jego działania.

Pin OUT jest przeznaczony na sygnał wyjściowy ze wzmacniacza.

Pin REF należy połączyć z masą w pracy jednokierunkowej, aw przypadku pracy dwukierunkowej REF powinien być połączony z obwodem napięcia odniesienia.

Jak wybrać rezystor bocznikowy:

Wybór rezystora bocznikowego jest kluczem do uzyskania dokładnego pomiaru prądu.

Dokładność pomiaru prądu zależy od wielkości i wartości rezystora bocznikowego.

Jeśli wybierzesz większą wartość rezystora, możesz uzyskać dokładniejszy pomiar, ale większa rezystancja może wprowadzić straty prądu.

Producent zaleca stosowanie rezystora czterostanowiskowego.

Będzie oferował 2 zaciski dla ścieżki prądowej w obwodzie i dwa zaciski dla ścieżki wykrywania napięcia do wykrywania wzmacniacza.

Działanie jednokierunkowe:

W pracy jednokierunkowej prąd płynie tylko w jednym kierunku, podobnie jak zasilacze i obwody monitorowania prądu obciążenia. Aby podłączyć NCS21 do pracy jednokierunkowej, wykonaj następujące czynności:

  1. Podłącz rezystancję bocznika i zasilanie obciążenia do różnicowych styków wejściowych układu scalonego.
  2. Połącz pin REF z masą.
  3. Zapewnij zasilanie dla układu scalonego przez Vs i pin GND. Układ scalony może być zasilany z osobnego zasilacza lub z tego samego źródła zasilania obciążenia.
  4. Jeśli chcesz wykryć prąd zwarciowy na zasilaczu obciążenia, użyj oddzielnego zasilacza dla układu scalonego.

Wyjście 1: Jeśli pin REF jest uziemiony i nie ma prądu przepływającego przez rezystor bocznikowy, to wyjście NCS21xR będzie mieścić się w zakresie 50mV.

Wyjście 2: Gdy prąd przepływa przez rezystor bocznikowy, na wyjściu będzie do 200mV przyłożonego napięcia zasilania VS.

Działanie dwukierunkowe:

W dwukierunkowym monitorze bocznikowym, obwód działa zarówno przy ujemnym, jak i dodatnim napięciu wspólnym.

Dwukierunkowe obwody monitorujące bocznik prądowy są używane w układzie ładowania akumulatora do wykrywania prądu w obu kierunkach (podczas ładowania i rozładowywania).

Sygnał wyjściowy w pracy dwukierunkowej zmienia się między ujemnym i dodatnim napięciem wokół napięcia polaryzacji przyłożonego na pin REF. Do pracy dwukierunkowej piny NCDS21xR powinny być połączone w następujący sposób:

  1. Podłącz rezystancję bocznika i zasilanie obciążenia do styków wejściowych różnicowych (IN- i IN +) układu scalonego
  2. Obwód napięcia odniesienia należy podłączyć do pinu REF, obwód musi mieć niską impedancję.
  3. Pin REF można podłączyć szeregowo lub bocznikowo do odniesienia napięcia lub bezpośrednio do dowolnego źródła napięcia.
  4. Zapewnij zasilanie dla układu scalonego przez Vs i pin GND.

Wynik: Jeśli napięcie przekroczy napięcie (Vs + 0,3 V) na pinie REF, to przesunie do przodu diodę podłączoną między pinami REF i Vs.

Filtrowanie wejścia i wyjścia:

Filtrowanie sygnału wejściowego i wyjściowego jest bardzo ważne dla urządzeń i obwodów komunikacyjnych.

Wejściowe sygnały różnicowe przy wspólnym napięciu mogą być wzmacniane podczas wykrywania po stronie wysokiej.

Urządzenia mogą wzmacniać małe napięcia i szumy na bardzo wysokim poziomie na boczniku, co może skutkować błędem pomiaru prądu.

Aby poprawić dokładność pomiaru, konieczne jest filtrowanie ścieżki wejściowej prądu wykrywania.

Implementację filtrów można wykonać, dodając rezystor filtrujący, jak pokazano na rysunku.

Niewłaściwy dobór rezystora filtrującego może prowadzić do niedokładnego wzmocnienia. Zaleca się, aby wartość rezystora wejściowego była mniejsza lub równa 10 Ω.

W celu dopasowania stałej czasowej rezystora bocznikowego można dodać kondensator. Aby odfiltrować szum o wysokiej częstotliwości, wartość kondensatora należy zwiększyć do wartości zapewniającej wymagane filtrowanie.

Stany nieustalone przekraczające 30 woltów:

NCS21xR oferuje możliwość projektowania obwodu do zastosowań, w których występują przejściowe napięcia wspólne powyżej 30 woltów.

DO Dioda Zenera lub diody tłumiące napięcie przejściowe (TVS) można umieścić za pomocą zewnętrznego rezystora wejściowego 10Ω. Masz dwie możliwości naprawienia diod:

Opcja pierwsza: Zamocuj pojedynczą diodę TVS z dwoma diodami na wzmacniaczu, jak zaznaczono na zielono na poniższym rysunku:

Opcja 2: Dodaj do diod TVS, jak zaznaczono na niebiesko na poniższym rysunku

Wyłączanie NCS21xR:

DO bramka logiczna lub MOSFET wyłącznik zasilania lub a zatrzask tranzystora może być skonfigurowany z pinem OUT NCS21xR, aby wyłączyć zasilanie układu scalonego i zabezpieczyć powiązany obwód przed wykryciem sytuacji przetężenia.




Poprzedni: Zrób to pudełko głośnika Bass Booster Dalej: Zapobieganie wyładowaniom łukowym przekaźnika za pomocą obwodów tłumika RC