Mạch giám sát và cảm biến dòng điện chính xác sử dụng IC NCS21xR

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Nếu bạn đang tìm kiếm màn hình shunt hiện tại hoặc bộ khuếch đại cảm giác hiện tại thì bạn đã đến đúng trang.

Màn hình shunt hiện tại là một bộ khuếch đại thiết bị đo cảm nhận hiện tại qua một điện trở shunt trong hệ thống và chuyển đổi nó thành đầu ra tín hiệu logic để kích hoạt thiết bị chuyển mạch như rơle, bóng bán dẫn hoặc SCR.



Thiết bị chuyển mạch được sử dụng để cắt hoặc tắt nguyên nhân gây ra dòng điện tăng qua điện trở shunt, do đó đảm bảo bảo vệ thiết bị đang được theo dõi bởi bộ khuếch đại cảm biến.

Tại sao chúng ta cần cảm biến hiện tại và nơi chúng ta có thể sử dụng các màn hình shunt hiện tại:



Cho dù bạn là một người yêu thích, thợ điện, sinh viên hay một kỹ sư chuyên nghiệp, “NCS21xR và NCV21xR” họ IC từ ON Semiconductor là giải pháp tốt nhất cho bạn.

Đây là đầu ra điện áp và màn hình shunt hiện tại có thể theo dõi điện áp trên điện trở shunt.

Bất kể nguồn điện nào, op amp NCS21 có thể đo điện áp từ -0,3 đến 26V ở chế độ chung. Để đo hoặc cảm nhận dòng điện trong mạch, bạn có hai lựa chọn:

Cảm biến bên thấp là kỹ thuật dễ dàng nhất và không tốn kém, nơi bạn có thể kết nối một hoạt động khuếch đại .

Các mạch cảm biến hiện tại có thể được kết nối giữa tải và đất. Trong các bộ khuếch đại hoạt động rời rạc (Op Amp) kết nối shunt với mặt đất có thể gây ra tiếng ồn, nhưng vấn đề này đã được giải quyết trong NCS21xR.

Trong khi cảm biến dòng điện phía cao, mạch màn hình phải được kết nối giữa nguồn cung cấp và tải.

IC NCS21xR rất hữu ích để cảm nhận dòng điện từ cả hai kỹ thuật bên cao và bên thấp.

Dòng IC NCS21xR là màn hình điều khiển dòng điện có độ nhạy cao, có thể được sử dụng cho các ứng dụng cảm biến dòng điện chính xác.

Tính năng nổi bật:

Một số tính năng chính của IC NCS21xR và NCV như sau:

  • Điện áp hoạt động + 2.2V đến + 26V
  • Phạm vi nhiệt độ hoạt động rất đa dạng (-40 ° C đến + 125 ° C)
  • Mức tiêu thụ hiện tại 40µA đến 80µA IC phù hợp nhất cho các thiết bị hoạt động bằng pin (cảm biến, máy tính xách tay, v.v.)
  • Một dải động tốt của đầu ra rail-to-rail (RRO) để bộ khuếch đại hoạt động trên các tín hiệu.
  • Độ lệch bù thấp (0,5 µ V / ° C) làm cho nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng chính xác và di động.
  • Yêu cầu điện áp bù rất thấp ± 35 µ V ở đầu vào để khiến đầu ra bằng 0.

Các chức năng và cấu hình mã PIN:

Các IC NCS21xR và NVC21xR có sẵn trong hai gói cấu hình là SC70-6 và UQFN10 như trong hình.

Các chân IN- và IN + phải được kết nối qua điện trở shunt trong mạch. Chân Vs và GND dùng để cấp nguồn cho IC hoạt động.

Chân OUT được chỉ định cho tín hiệu đầu ra từ bộ khuếch đại.

Chân REF phải được kết nối với đất khi hoạt động một chiều và trong hoạt động hai chiều REF phải được kết nối với mạch tham chiếu điện áp.

Cách chọn điện trở Shunt:

Việc lựa chọn điện trở shunt là yếu tố quan trọng để có được phép đo dòng điện chính xác.

Độ chính xác của phép đo dòng điện phụ thuộc vào kích thước và giá trị của điện trở shunt.

Nếu bạn chọn giá trị lớn hơn của điện trở, bạn có thể nhận được phép đo chính xác hơn, nhưng điện trở lớn hơn có thể dẫn đến tổn thất hiện tại.

Nhà sản xuất khuyến nghị sử dụng điện trở bốn đầu cuối.

Nó sẽ cung cấp 2 đầu cuối cho đường dẫn dòng điện trong mạch và hai đầu cuối cho đường dẫn phát hiện điện áp để bộ khuếch đại cảm nhận.

Hoạt động một chiều:

Trong hoạt động một chiều, dòng điện chỉ chạy theo một hướng giống như nguồn điện và mạch giám sát dòng tải. Để kết nối NCS21 cho hoạt động một chiều, hãy làm theo các bước sau:

  1. Kết nối điện trở shunt và cấp nguồn tải vào các chân đầu vào vi sai của IC.
  2. Kết nối chân REF với đất.
  3. Cung cấp nguồn cho IC thông qua chân Vs và GND. IC có thể được cấp nguồn từ nguồn cấp riêng biệt hoặc nguồn cấp giống nhau của tải.
  4. Nếu bạn muốn phát hiện dòng ngắn mạch trên nguồn tải, thì hãy sử dụng nguồn cấp riêng cho IC.

Đầu ra 1: Nếu chân REF được nối đất và không có dòng điện đi qua điện trở shunt, thì đầu ra của NCS21xR sẽ nằm trong khoảng 50mV.

Đầu ra 2: Khi có dòng điện đi qua điện trở shunt, đầu ra sẽ lên đến 200mV của điện áp cung cấp VS.

Hoạt động hai hướng:

Trong màn hình shunt dòng điện hai chiều, mạch hoạt động ở cả điện áp chế độ chung âm và dương.

Các mạch giám sát dòng điện hai chiều được sử dụng trong hệ thống sạc pin để phát hiện dòng điện theo cả hai hướng (trong quá trình sạc và xả).

Đầu ra trong hoạt động hai chiều thay đổi giữa điện áp âm và dương xung quanh điện áp phân cực được áp dụng tại chân REF. Đối với hoạt động hai chiều, các chân của NCDS21xR phải được kết nối như sau:

  1. Kết nối điện trở shunt và nguồn điện tải với các chân đầu vào vi sai (IN- và IN +) của IC
  2. Mạch tham chiếu điện áp phải được nối với chân REF, mạch phải có trở kháng thấp.
  3. Chân REF có thể được kết nối nối tiếp hoặc nối tắt với tham chiếu điện áp hoặc trực tiếp với bất kỳ nguồn điện áp nào.
  4. Cung cấp nguồn cho IC thông qua chân Vs và GND.

Đầu ra: Nếu điện áp vượt quá điện áp (Vs + 0,3V) tại chân REF, thì nó sẽ phân cực chuyển tiếp diode được kết nối giữa các chân REF và Vs.

Lọc đầu vào và đầu ra:

Việc lọc tín hiệu đầu vào và đầu ra là rất quan trọng đối với các thiết bị và mạch truyền thông.

Các tín hiệu vi sai đầu vào ở điện áp chế độ chung có thể được khuếch đại trong quá trình cảm biến phía cao.

Các thiết bị có thể khuếch đại điện áp nhỏ và nhiễu ở mức rất cao qua shunt, có thể dẫn đến sai số trong phép đo dòng điện.

Để cải thiện độ chính xác của phép đo, cần phải lọc đường vào của cảm biến hiện tại.

Việc thực hiện các bộ lọc có thể được thực hiện bằng cách thêm điện trở bộ lọc như trong hình.

Việc lựa chọn sai điện trở bộ lọc có thể dẫn đến độ lợi không chính xác. Khuyến nghị rằng giá trị của điện trở đầu vào phải nhỏ hơn hoặc bằng 10Ω.

Một tụ điện có thể được thêm vào để phù hợp với hằng số thời gian của điện trở shunt. Để lọc nhiễu tần số cao, giá trị của tụ điện nên được tăng lên đến giá trị mang lại khả năng lọc cần thiết.

Quá độ vượt quá 30 Volts:

NCS21xR cung cấp khả năng thiết kế mạch cho các ứng dụng có điện áp chế độ chung tạm thời lớn hơn 30 volt.

ĐẾN Điốt Zener hoặc có thể đặt điốt triệt tiêu điện áp quá độ (TVS) với điện trở đầu vào bên ngoài 10Ω. Bạn có hai tùy chọn để sửa các điốt:

Tùy chọn một: Sửa một điốt TVS duy nhất với hai điốt trên bộ khuếch đại như được đánh dấu màu xanh lá cây trong hình dưới đây:

Tùy chọn 2: Thêm vào điốt TVS được đánh dấu màu xanh lam trong hình bên dưới

Tắt NCS21xR:

ĐẾN cổng logic hoặc là MOSFET công tắc nguồn, hoặc một chốt bóng bán dẫn có thể được cấu hình bằng chân OUT của NCS21xR để tắt nguồn cho IC và bảo vệ mạch liên quan khỏi tình trạng quá dòng được phát hiện.




Trước: Tạo hộp loa tăng cường âm trầm này Tiếp theo: Ngăn chặn Rơle Arcing bằng cách sử dụng mạch RC Snubber