Precision Current Sensing and Monitoring Circuit ved hjælp af IC NCS21xR

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Hvis du er på udkig efter aktuelle shuntmonitorer eller aktuelle senseforstærkere, er du landet på den rigtige side.

Nuværende shuntmonitor er en instrumentationsforstærker som registrerer strømmen på tværs af en shuntmodstand i et system og konverterer det til et logisk signaloutput til udløsning af en skifteindretning, såsom et relæ, transistor eller en SCR.



Skifteindretningen bruges til enten at afskære eller lukke årsagen til den stigende strøm over shuntmodstanden og derved sikre beskyttelse til enheden, der overvåges af sensorforstærkeren.

Hvorfor har vi brug for den aktuelle sensing, og hvor vi kan bruge de aktuelle shuntmonitorer:



Uanset om du er en hobbyist, elektriker, studerende eller en professionel ingeniør “NCS21xR og NCV21xR” familie af IC'er fra ON Semiconductor er den bedste løsning for dig.

Dette er spændingsudgang og strøm shuntmonitorer, som kan overvåge spændingerne over shuntmodstanden.

Uanset strømforsyningen kan NCS21 op-forstærker måle spændingen fra -0,3 til 26 V ved almindelig tilstand. For at måle eller registrere strømmen i et kredsløb har du to muligheder:

Sensing på lav side er den nemmeste og billigste teknik, hvor du kan forbinde en simpel operationel forstærker .

Det strømfølerkredsløb kan forbindes mellem last og jord. I diskrete driftsforstærkere (Op Amp), der forbinder shunten med jorden, kan det medføre støj, men dette problem løses i NCS21xR.

Mens der er sensing på høj side, skal skærmkredsløbet forbindes mellem forsyning og belastning.

NCS21xR IC er meget nyttig til at registrere strøm fra begge teknikker på høj side og lav side.

NCS21xR ICs-serien er strømfølsomme shuntmonitorer med høj følsomhed, som kan bruges til nøjagtige strømfølerapplikationer.

Fremtrædende funktioner:

Nogle nøglefunktioner i NCS21xR og NCV IC'er er følgende:

  • Driftsspænding + 2,2 V til + 26 V.
  • Meget forskellig række driftstemperaturer (-40 ° C til + 125 ° C)
  • Strømforbrug 40 µA til 80 µA bedst egnede IC til batteridrevne enheder (sensorer, notebook osv.)
  • Et godt dynamisk område af rail-to-rail output (RRO) for forstærkeren til at arbejde på signaler.
  • Lav forskydning (0,5 µ V / ° C) gør den ideel til en række præcision og bærbare applikationer.
  • Kræver meget lav forskydningsspænding ± 35 µV ved indgang for at få udgangen til at være 0.

PIN-funktioner og konfiguration:

NCS21xR og NVC21xR IC'erne fås i to konfigurationspakker, SC70-6 og UQFN10 som vist på billedet.

IN- og IN + -stifter skal forbindes på tværs af shuntmodstanden i kredsløbet. Vs og GND-ben er til strømforsyning til IC til drift.

OUT-pin er udpeget til udgangssignalet fra forstærkeren.

REF-stiften skal forbindes med jord i envejsdrift, og i tovejsdrift skal REF forbindes med spændingskredsløb.

Sådan vælges Shunt-modstand:

Valget af shuntmodstand er nøglefaktoren for at få den nøjagtige strømmåling.

Nøjagtigheden af ​​strømmålingen afhænger af størrelsen og værdien af ​​shuntmodstanden.

Hvis du vælger den større værdi af modstand, kan du få en mere nøjagtig måling, men den større modstand kan indføre de aktuelle tab.

Det anbefales af producenten at bruge de fire terminalmodstande.

Det vil tilbyde 2 terminaler til strømstien i kredsløbet og to terminaler til spændingsdetekteringsstien for forstærkeren at registrere.

Envejs drift:

I ensrettet drift strømmer strømmen kun i en retning som strømforsyninger og overvågningskredsløb for belastningsstrøm. For at tilslutte NCS21 til ensrettet drift skal du gøre følgende:

  1. Tilslut shuntmodstanden og belastningsforsyningen til IC'ens differentielle indgangsben.
  2. Tilslut REF-stiften med jorden.
  3. Sørg for strømforsyning til IC gennem Vs og GND pin. IC kan drives fra separat strømforsyning eller den samme strømforsyning af belastningen.
  4. Hvis du vil registrere kortslutningsstrøm ved belastningsforsyning, skal du bruge den separate strømforsyning til IC.

Udgang 1: Hvis REF-stiften er jordforbundet, og der ikke er nogen strøm, der passerer gennem shuntmodstand, vil output fra NCS21xR være inden for 50mV.

Udgang 2: Når der er strøm, der passerer gennem shuntmodstand, vil udgangen være op til 200 mV af den anvendte forsyningsspænding VS.

Tovejs operation:

I tovejsstrømshuntmonitor fungerer kredsløbet med både negativ og positiv common mode-spænding.

Tovejs strøm shuntmonitor kredsløb bruges i batteriopladningssystemet til at registrere strømmen i begge retninger (under opladning og afladning).

Outputtet i tovejs operation varierer mellem negative og positive spændinger omkring en forspænding påført på REF-pin. Til tovejsbetjening skal stifterne på NCDS21xR forbindes som følger:

  1. Forbind shuntmodstanden og belastningsstrømforsyningen til IC'ens differentielle indgangsstifter (IN- og IN +)
  2. Spændingsreferencekredsløb skal tilsluttes REF-pin, kredsløbet skal have lav impedans.
  3. REF-pin kan tilsluttes i serie eller shunt til spændingsreference eller direkte til enhver spændingsforsyning.
  4. Sørg for strømforsyning til IC gennem Vs og GND pin.

Produktion: Hvis spændingen overstiger spændingen (Vs + 0,3 V) ved REF-pin, vil den forspænde den diode, der er forbundet mellem benene REF og Vs.

Filtrering af input og output:

Filtrering af input og output signal er meget vigtigt for kommunikationsenheder og kredsløb.

Inputdifferentialsignalerne ved common mode-spænding kan forstærkes under sensingen på højsiden.

Enhederne kan forstærke de små spændinger og støj på meget højt niveau på tværs af shunten, hvilket kan resultere i en fejl i strømmålingen.

For at forbedre målingens nøjagtighed er det nødvendigt at filtrere indgangsstien til den aktuelle sensing.

Implementeringen af ​​filtre kan gøres ved at tilføje filtermodstanden som vist i figuren.

Det forkerte valg af filtermodstand kan føre til unøjagtig forstærkning. Det anbefales, at værdien af ​​inputmodstanden skal være mindre end eller lig med 10Ω.

En kondensator kan tilføjes for at matche tidskonstanten for shuntmodstanden. For at filtrere en højfrekvent støj skal kondensatorens værdi øges til en værdi, der leverer den krævede filtrering.

Transienter, der overstiger 30 volt:

NCS21xR giver mulighed for at designe kredsløbet til applikationer, der har forbigående common mode-spændinger på mere end 30 volt.

TIL Zener-diode eller transientdæmpning (TVS) -dioder kan placeres med en ekstern indgangsmodstand på 10Ω. Du har to muligheder for at rette dioderne:

Valgmulighed 1: Fix en enkelt TVS-diode med to dioder på tværs af forstærkeren som markeret grønt i nedenstående figur:

Mulighed 2: Føj til TVS-dioder som fremhævet blå i nedenstående figur

Nedlukning af NCS21xR:

TIL logisk port eller MOSFET afbryder eller a transistorlåsning kan konfigureres med OUT-stiften på NCS21xR for at slukke for strømmen til IC'en og beskytte det tilknyttede kredsløb mod detekteret i forhold til nuværende situation.




Forrige: Lav denne Bass Booster-højttalerboks Næste: Undgå relæbue ved hjælp af RC Snubber Circuits