Natančno zaznavanje in nadzor tokokroga z uporabo IC NCS21xR

Če iščete trenutne shunt monitorje ali trenutne ojačevalnike občutka, ste pristali na pravi strani.

Current shunt monitor je instrumentacijski ojačevalnik, ki zazna tok preko ranžirnega upora v sistemu in ga pretvori v logični izhod signala za sprožitev stikalne naprave, kot je rele, tranzistor ali SCR.

Preklopna naprava se uporablja bodisi za prekinitev ali zaustavitev vzroka naraščajočega toka čez uporni upor, s čimer zagotavlja zaščito naprave, ki jo nadzira senzorski ojačevalnik.

Zakaj potrebujemo trenutno zaznavanje in kje lahko uporabimo trenutne nadzorne monitorje:

• Upravljanje porabe v DC-DC pretvorniki in nizek osip (LDO) regulatorji napetosti
• Prenosni računalniki, tablični računalniki in druge komunikacijske naprave.
• Električna vozila
• Polnilci baterij do spremljati polnjenje in praznjenje .
• Za nastavitev pravilnega pozicioniranja elektromagnetnih vezij v vezjih
• Za spremljanje potreb po moči motorja in nadzor hitrosti v sistemu za nadzor motorja.
• Zaznajte tok, da zaščitite nenormalno nenadno val toka v sistemu, kar lahko poškoduje sistem.
• Zaznajte trenutni pretok in izmerite moč z merilnikom moči.

Ali ste hobi, električar, študent ali poklicni inženir “NCS21xR in NCV21xR” družina IC iz ON Semiconductor so najboljša rešitev za vas.

To so monitorji napetosti in izhodnega toka, ki lahko spremljajo napetosti na upornem uporu.

Ne glede na napajanje lahko opcijski ojačevalnik NCS21 v običajnem načinu izmeri napetost od -0,3 do 26V. Za merjenje ali zaznavanje toka v tokokrogu imate dve možnosti:

Zaznavanje nizke strani je najlažja in poceni tehnika, kjer lahko povežete preprosto operacijski ojačevalnik .

The tokovno zaznavno vezje je mogoče povezati med tovorom in tlemi. V diskretnih operacijskih ojačevalnikih (Op Amp), ki povezujejo pretvornik s tlemi, lahko nastane šum, vendar je ta težava odpravljena v NCS21xR.

Med zaznavanjem močnega stranskega toka mora biti nadzorno vezje povezano med napajalnikom in obremenitvijo.

IC NCS21xR je zelo koristen za zaznavanje toka tako pri visoki kot pri nizki stranski tehniki.

Serija IC NCS21xR so visoko občutljivi tokovni ranžirni monitorji, ki se lahko uporabljajo za natančne aplikacije zaznavanja toka.

Izstopajoče lastnosti:

Nekatere ključne značilnosti NCS21xR in NCV IC so naslednje:

• Delovne napetosti +2,2V do + 26V
• Zelo raznolik razpon delovne temperature (-40 ° C do + 125 ° C)
• Trenutna poraba 40µA do 80µA najbolj primeren IC za naprave na baterije (senzorji, prenosniki itd.)
• Dober dinamični razpon izhoda železniške povezave (RRO) za ojačevalnik, ki deluje na signale.
• Zaradi majhnega odmika (0,5 µ V / ° C) je idealen za številne natančne in prenosne aplikacije.
• Zahteva zelo nizko odmično napetost ± 35 µV na vhodu, da je izhod 0.

Funkcije PIN in konfiguracija:

IC NCS21xR in NVC21xR sta na voljo v dveh konfiguracijskih paketih, SC70-6 in UQFN10, kot je prikazano na sliki.

Zatiči IN- in IN + morajo biti priključeni čez uporni upor v vezju. Vs in GND zatiči so za napajanje IC za delovanje.

OUT pin je namenjen izhodnemu signalu ojačevalnika.

Zatič REF mora biti v enosmernem delovanju povezan z zemljo, pri dvosmernem delovanju pa mora biti REF povezan z referenčnim vezjem napetosti.

Kako izbrati upor upornika:

Izbira ranžirnega upora je ključnega pomena za natančno merjenje toka.

Natančnost merjenja toka je odvisna od velikosti in vrednosti ranžirnega upora.

Če izberete večjo vrednost upora, boste morda dobili natančnejše meritve, vendar lahko večji upor povzroči trenutne izgube.

Proizvajalec priporoča uporabo štirih terminalnih uporov.

Ponujal bo 2 terminala za tokovno pot v vezju in dva terminala za pot zaznavanja napetosti za ojačevalnik.

Enosmerno delovanje:

Pri enosmernem delovanju tok teče samo v eno smer, kot so napajalniki in vezja za nadzor toka obremenitve. Če želite NCS21 povezati za enosmerno delovanje, naredite naslednje:

1. Na diferenčne vhodne zatiče IC priklopite upornost ranžirnega toka in napajalno napetost.
2. Zatič REF povežite z maso.
3. Zagotovite napajanje za IC prek Vs in GND pin. IC se lahko napaja iz ločenega napajanja ali istega napajanja bremena.
4. Če želite zaznati tok kratkega stika na napajalniku obremenitve, uporabite ločeno napajanje za IC.

Izhod 1: Če je zatič REF ozemljen in skozi upornost ranžirnega toka ne prehaja tok, bo izhod NCS21xR znotraj 50 mV.

Izhod 2: Ko skozi upornost ranžirnega toka prehaja tok, bo izhodna moč do 200 mV uporabljene napajalne napetosti VS.

Dvosmerno delovanje:

V dvosmernem tokovnem nadzornem tokokrogu vezje deluje tako na negativni kot na pozitivni skupni napetosti.

Dvosmerna vezja nadzornega toka se uporabljajo v sistemu za polnjenje akumulatorja za zaznavanje toka v obe smeri (med polnjenjem in praznjenjem).

Izhod pri dvosmernem delovanju se spreminja med negativnimi in pozitivnimi napetostmi okoli napetosti prednapetosti, ki se uporablja na zatiču REF. Za dvosmerno delovanje morajo biti nožice NCDS21xR povezane na naslednji način:

1. Na diferenčni vhodni zatič (IN- in IN +) IC povežite upornost ranžirnega toka in napajalno napetost
2. Napetostno referenčno vezje mora biti priključeno na zatič REF, vezje mora biti nizke impedance.
3. Zatič REF lahko priključite zaporedno ali ranžirate na referenčno napetost ali neposredno na katero koli napetostno napetost.
4. Zagotovite napajanje za IC prek Vs in GND pin.

Izhod: Če napetost presega napetost (Vs + 0,3 V) na zatiču REF, bo usmerila diodo, povezano med zatiči REF in Vs.

Filtriranje vhoda in izhoda:

Filtriranje vhodnega in izhodnega signala je zelo pomembno za komunikacijske naprave in vezja.

Vhodni diferencialni signali pri običajni napetosti se lahko ojačajo med zaznavanjem visoke strani.

Naprave lahko ojačijo majhne napetosti in hrup na zelo visoki ravni skozi ranžirni vod, kar lahko povzroči napako pri merjenju toka.

Za izboljšanje natančnosti merjenja je potrebno filtrirati vhodno pot zaznavanja toka.

Izvedbo filtrov lahko izvedemo tako, da dodamo upor filtra, kot je prikazano na sliki.

Napačna izbira filtrirnega upora lahko povzroči netočen dobiček. Priporočljivo je, da je vrednost vhodnega upora manjša ali enaka 10Ω.

Kondenzator lahko dodamo tako, da ustreza časovni konstanti ranžirnega upora. Za filtriranje visokofrekvenčnega šuma je treba vrednost kondenzatorja povečati na vrednost, ki zagotavlja zahtevano filtriranje.

Prehodne napetosti nad 30 voltov:

NCS21xR ponuja zmožnost načrtovanja vezja za aplikacije s prehodnimi skupnimi napetostmi več kot 30 voltov.

TO Zenerjeva dioda ali diode za prehodno napetost (TVS) lahko namestimo z zunanjim vhodnim uporom 10Ω. Imate dve možnosti za pritrditev diod:

Prva možnost: Na ojačevalnik pritrdite eno diodo TVS z dvema diodama, kot je označeno zeleno na spodnji sliki:

2. možnost: Diodam TVS dodajte modro označeno modro na spodnji sliki

Zaustavitev NCS21xR:

TO logična vrata ali MOSFET stikalo za vklop ali a tranzistorski zapah je mogoče konfigurirati z zatičem OUT na NCS21xR za izklop napajanja na IC in zaščito povezanega vezja pred zaznanimi trenutnimi razmerami.