Presisjonssensor og overvåkingskrets ved bruk av IC NCS21xR

Hvis du leter etter nåværende shuntmonitorer eller nåværende senseforsterkere, har du landet på høyre side.

Nåværende shuntmonitor er en instrumentasjonsforsterker som registrerer strømmen over en shuntmotstand i et system, og konverterer den til en logisk signalutgang for å utløse en koblingsenhet som et relé, transistor eller en SCR.

Bytteinnretningen brukes til å enten kutte av eller slå av årsaken til den økende strømmen over shuntmotstanden, og derved sikre beskyttelse til enheten som overvåkes av sensorforsterkeren.

Hvorfor vi trenger nåværende sensing og hvor vi kan bruke de nåværende shuntmonitorene:

• Strømstyring i DC-DC-omformere og lavt frafall (LDO) spenningsregulatorer
• Notatbok, nettbrett og andre kommunikasjonsenheter.
• Elektriske kjøretøy
• Batteriladere til overvåke lading og utlading .
• For å justere riktig magnetplacering i kretser
• For å overvåke strømkravene til Motor og kontroller hastigheten i Motor Control system.
• Fornem strømmen for å beskytte en unormal plutselig strøm av strøm i systemet, noe som kan skade systemet.
• Opplev strømmen og måle wattstyrken via wattmeter.

Enten du er hobbyist, elektriker, student eller profesjonell ingeniør “NCS21xR og NCV21xR” familie av IC-er fra ON Semiconductor er den beste løsningen for deg.

Dette er spenningsutgang og strøm shuntmonitorer som kan overvåke spenningene over shuntmotstanden.

Uansett strømforsyning kan NCS21 op amp måle spenningen fra -0,3 til 26V i vanlig modus. For å måle eller føle strømmen i en krets har du to alternativer:

Lavsidesensing er den enkleste og rimeligste teknikken der du kan koble til en enkel operasjonsforsterker .

De strømfølerkrets kan kobles mellom last og bakken. I diskrete operasjonsforsterkere (Op Amp) som forbinder shunten med bakken, kan det føre til støy, men dette problemet løses i NCS21xR.

Mens det er sensing på høysiden, bør skjermkretsen kobles mellom forsyning og belastning.

NCS21xR IC er veldig nyttig for å registrere strøm fra både teknikker på høyside og lav side.

NCS21xR ICs-serien er strømfølsomme shunt-skjermer med høy følsomhet, som kan brukes til nøyaktige applikasjoner for strømføling.

Fremtredende funksjoner:

Noen viktige funksjoner i NCS21xR og NCV IC er følgende:

• Driftsspenning + 2,2V til + 26V
• Svært variert utvalg av driftstemperaturer (-40 ° C til + 125 ° C)
• Strømforbruk 40 µA til 80 µA best egnet IC for batteridrevne enheter (sensorer, bærbar PC, etc.)
• Et godt dynamisk utvalg av skinne-til-skinne-utgang (RRO) for forsterkeren å jobbe med signaler.
• Lav forskyvning (0,5 µ V / ° C) gjør den ideell til en rekke presisjons- og bærbare applikasjoner.
• Krever veldig lav offset-spenning ± 35 µV ved inngang for å få utgangen til å være 0.

PIN-funksjoner og konfigurasjon:

NCS21xR og NVC21xR IC er tilgjengelig i to konfigurasjonspakker, SC70-6 og UQFN10 som vist på bildet.

IN- og IN + -pinner skal kobles over shuntmotstanden i kretsen. Vs og GND-pinner er for strømforsyning til IC for drift.

OUT-pin er angitt for utgangssignalet fra forsterkeren.

REF-pinnen skal kobles til jord i ensrettet drift, og i toveis drift skal REF kobles til spenningsreferansekrets.

Hvordan velge Shunt-motstand:

Valget av shuntmotstand er nøkkelfaktoren for å få den nøyaktige strømmålingen.

Nøyaktigheten av strømmålingen avhenger av størrelsen og verdien på shuntmotstanden.

Hvis du velger den større verdien på motstanden, kan du få en mer nøyaktig måling, men den større motstanden kan introdusere gjeldende tap.

Det anbefales av produsenten å bruke de fire terminalmotstandene.

Det vil tilby to terminaler for strømbane i kretsen og to terminaler for spenningsdeteksjonsbane for forsterker å fornemme.

Enveis drift:

I ensrettet drift strømmer bare strømmen i en retning som strømforsyninger og overvåkingskretser for laststrøm. Gjør følgende for å koble til NCS21 for ensrettet drift:

1. Koble shuntmotstanden og belastningsstrømforsyningen til differensialinngangspinnene på IC.
2. Koble REF-pinnen med bakken.
3. Gi strømforsyning for IC gjennom Vs og GND pin. IC kan drives fra separat strømforsyning eller samme strømforsyning av lasten.
4. Hvis du vil oppdage kortslutningsstrøm ved belastningsstrømforsyning, bruk deretter den separate strømforsyningen til IC.

Utgang 1: Hvis REF-pinnen er jordet og det ikke går noen strøm gjennom shuntmotstanden, vil utgangen fra NCS21xR være innenfor 50mV.

Utgang 2: Når det går strøm gjennom shuntmotstand, vil utgangen være opptil 200mV av den påførte forsyningsspenningen VS.

Toveis drift:

I toveis gjeldende shuntmonitor fungerer kretsen på både negativ og positiv vanlig modus spenning.

Toveis gjeldende shuntmonitorkretser brukes i batteriladingssystemet for å oppdage strømmen i begge retninger (under lading og utlading).

Utgangen i toveis drift varierer mellom negative og positive spenninger rundt en forspenning påført på REF-pin. For toveis drift skal pinnene til NCDS21xR kobles til som følger:

1. Koble shuntmotstanden og belastningsstrømforsyningen til differensialinngangspinnene (IN- og IN +) på ICen
2. Spenningsreferansekrets skal kobles til REF-pin, kretsen må være lavimpedans.
3. REF-pinnen kan kobles i serie eller shunt til spenningsreferanse eller direkte til hvilken som helst spenningsforsyning.
4. Gi strømforsyning for IC gjennom Vs og GND pin.

Produksjon: Hvis spenningen overstiger spenningen (Vs + 0.3V) ved REF-pinnen, vil den forspenne dioden som er koblet mellom pinnene REF og Vs.

Filtrering av inngang og utgang:

Filtrering av inngangs- og utgangssignal er veldig viktig for kommunikasjonsenheter og kretser.

Inngangsdifferensialsignalene ved vanlig modus spenning kan forsterkes under høysidesensingen.

Enhetene kan forsterke de små spenningene og støyen på veldig høyt nivå over shunten, noe som kan føre til en feil i strømmålingen.

For å forbedre målenøyaktigheten er det nødvendig å filtrere inngangsbanen til den nåværende sensoren.

Implementeringen av filtre kan gjøres ved å legge til filtermotstanden som vist i figuren.

Feil valg av filtermotstand kan føre til unøyaktig forsterkning. Det anbefales at verdien på inngangsmotstanden skal være mindre enn eller lik 10Ω.

En kondensator kan legges til for å matche tidskonstanten til shuntmotstanden. For å filtrere høyfrekvent støy, bør verdien på kondensatoren økes til en verdi som gir den nødvendige filtreringen.

Transienter som overstiger 30 volt:

NCS21xR tilbyr muligheten til å designe kretsen for applikasjoner som har forbigående common mode-spenninger mer enn 30 volt.

TIL Zener-diode eller transient voltage suppression (TVS) dioder kan plasseres med en ekstern inngangsmotstand på 10Ω. Du har to alternativer for å fikse dioder:

Alternativ ett: Fest en enkelt TVS-diode med to dioder over forsterkeren som markert grønt i figuren nedenfor:

Alternativ 2: Legg til TVS-dioder som markert blått i figuren nedenfor

Slå av NCS21xR:

TIL logisk gate eller MOSFET strømbryter, eller a transistorlåsing kan konfigureres med OUT-pinnen på NCS21xR for å slå av strømmen til IC, og beskytte de tilknyttede kretsene fra den oppdagede over dagens situasjon.