Litar Sensing and Monitoring Circuit Precision menggunakan IC NCS21xR

Sekiranya anda mencari monitor shunt semasa atau penguat akal semasa, maka anda telah sampai di halaman yang betul.

Monitor shunt semasa adalah penguat instrumentasi yang merasakan arus melintasi perintang shunt dalam sistem, dan mengubahnya menjadi output isyarat logik untuk mencetuskan peranti beralih seperti relay, transistor atau SCR.

Peranti beralih digunakan untuk memotong, atau mematikan penyebab arus naik melintasi perintang shunt, sehingga memastikan perlindungan terhadap perangkat yang dipantau oleh penguat penginderaan.

Mengapa kita memerlukan penginderaan semasa dan di mana kita dapat menggunakan monitor shunt semasa:

• Pengurusan Kuasa di Penukar DC-DC dan keciciran rendah (LDO) pengatur voltan
• Buku nota, tablet, dan alat komunikasi lain.
• Kenderaan Elektrik
• Pengecas Bateri ke pantau pengisian dan pemakaian .
• Untuk menyesuaikan Kedudukan Solenoid yang betul di Litar
• Untuk memantau keperluan kuasa Motor dan mengawal kelajuan dalam sistem Kawalan Motor.
• Rasa arus untuk melindungi yang tidak normal secara tiba-tiba lonjakan arus dalam sistem, yang boleh merosakkan sistem.
• Rasa aliran semasa dan ukur watt melalui meter watt.

Sama ada anda seorang hobi, juruelektrik, pelajar, atau jurutera profesional 'NCS21xR dan NCV21xR' keluarga IC dari ON Semiconductor adalah penyelesaian terbaik untuk anda.

Ini adalah output voltan dan monitor shunt semasa yang dapat memantau voltan di perintang shunt.

Tanpa mengira bekalan kuasa, ops NCS21 dapat mengukur voltan dari -0.3 hingga 26V pada mod biasa. Untuk mengukur atau merasakan arus dalam litar, anda mempunyai dua pilihan:

Penginderaan sisi rendah adalah teknik yang paling mudah dan murah di mana anda boleh menghubungkannya dengan mudah penguat operasi .

The litar penderiaan semasa boleh dihubungkan antara beban dan tanah. Dalam penguat operasi diskrit (Op Amp) yang menghubungkan shunt dengan tanah mungkin menimbulkan kebisingan, tetapi masalah ini diselesaikan dalam NCS21xR.

Semasa dalam penginderaan arus sisi tinggi, litar monitor harus dihubungkan antara bekalan dan beban.

IC NCS21xR sangat membantu untuk mengesan arus dari kedua-dua teknik sisi tinggi dan rendah.

Siri IC NCS21xR adalah monitor shunt arus sensitiviti tinggi, yang dapat digunakan untuk aplikasi penginderaan arus yang tepat.

Ciri-ciri utama:

Beberapa ciri utama IC NCS21xR dan NCV adalah seperti berikut:

• Voltan Operasi + 2.2V hingga + 26V
• Julat suhu operasi yang sangat pelbagai (-40 ° C hingga + 125 ° C)
• Penggunaan semasa 40µA hingga 80µA IC paling sesuai untuk peranti yang dikendalikan bateri (sensor, notebook dll.)
• Rangkaian output rel-ke-rel (RRO) dinamik yang baik untuk penguat berfungsi pada isyarat.
• Drift offset rendah (0,5 µ V / ° C) menjadikannya ideal untuk pelbagai aplikasi ketepatan dan mudah alih.
• Memerlukan voltan offset yang sangat rendah ± 35 µ V pada input untuk menyebabkan output 0.

Fungsi dan Konfigurasi PIN:

IC NCS21xR dan NVC21xR tersedia dalam dua pakej konfigurasi, SC70-6 dan UQFN10 seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

Pin IN- dan IN + hendaklah disambungkan melintasi perintang shunt di litar. Pin Vs dan GND adalah untuk bekalan kuasa ke IC untuk operasi.

Pin OUT ditetapkan untuk isyarat output dari penguat.

Pin REF hendaklah disambungkan dengan tanah dalam operasi satu arah dan dalam operasi dua arah REF harus dihubungkan dengan litar rujukan voltan.

Cara memilih perintang Shunt:

Pemilihan shunt resistor adalah faktor utama untuk mendapatkan pengukuran arus yang tepat.

Ketepatan pengukuran semasa bergantung pada ukuran dan nilai perintang shunt.

Sekiranya anda memilih nilai perintang yang lebih besar, anda mungkin mendapat pengukuran yang lebih tepat, tetapi rintangan yang lebih besar dapat menunjukkan kerugian semasa.

Adalah disyorkan oleh pengeluar untuk menggunakan perintang empat terminal.

Ia akan menawarkan 2 terminal untuk laluan semasa di litar dan dua terminal untuk jalur pengesanan voltan agar penguat dapat merasakan.

Operasi Tidak Arah:

Dalam operasi sehala arus mengalir hanya dalam satu arah seperti bekalan kuasa dan litar pemantauan arus beban. Untuk menyambungkan NCS21 untuk operasi sehala lakukan langkah-langkah berikut:

1. Sambungkan rintangan shunt dan bekalan kuasa beban ke pin input pembeza IC.
2. Sambungkan pin REF dengan tanah.
3. Sediakan bekalan kuasa untuk IC melalui pin Vs dan GND. IC boleh dihidupkan dari bekalan kuasa yang berasingan atau bekalan kuasa yang sama dengan beban.
4. Sekiranya anda ingin mengesan arus litar pintas pada bekalan kuasa beban, maka gunakan bekalan kuasa yang berasingan untuk IC.

Keluaran 1: Sekiranya pin REF dibumikan dan tidak ada arus yang melewati rintangan shunt, maka output NCS21xR akan berada dalam jarak 50mV.

Keluaran 2: Apabila terdapat arus yang melewati rintangan shunt, outputnya akan mencapai 200mV voltan bekalan yang digunakan VS.

Operasi Dua Hala:

Dalam monitor shunt arus dua arah, litar beroperasi pada voltan mod biasa negatif dan positif.

Litar monitor shunt arus dua arah digunakan dalam sistem pengecasan bateri untuk mengesan arus di kedua arah (semasa pengisian dan pengosongan).

Output dalam operasi dua arah berbeza antara voltan negatif dan positif di sekitar voltan bias yang dikenakan pada pin REF. Untuk operasi dua arah pin NCDS21xR harus disambungkan seperti berikut:

1. Sambungkan rintangan shunt dan bekalan kuasa beban ke pin input pembezaan (IN- dan IN +) IC
2. Litar rujukan voltan hendaklah disambungkan ke pin REF, litar mestilah impedans rendah.
3. Pin REF boleh dihubungkan secara bersiri atau beralih ke rujukan voltan atau terus ke sebarang bekalan voltan.
4. Sediakan bekalan kuasa untuk IC melalui pin Vs dan GND.

Pengeluaran: Sekiranya voltan melebihi voltan (Vs + 0.3V) pada pin REF, maka ia akan memajukan bias diod yang disambungkan antara pin REF dan Vs.

Penapisan input dan output:

Penapisan isyarat input dan output sangat penting untuk peranti komunikasi dan litar.

Isyarat pembezaan input pada voltan mod biasa dapat diperkuat semasa penginderaan sisi tinggi.

Peranti boleh menguatkan voltan dan kebisingan kecil pada tingkat yang sangat tinggi di sepanjang shunt, yang dapat mengakibatkan kesalahan dalam pengukuran semasa.

Untuk meningkatkan ketepatan pengukuran, perlu menyaring laluan input penginderaan semasa.

Pelaksanaan filter dapat dilakukan dengan menambahkan resistor filter seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Pemilihan perintang penapis yang salah boleh menyebabkan keuntungan yang tidak tepat. Disarankan agar nilai perintang input kurang dari atau sama dengan 10Ω.

Kapasitor boleh ditambah untuk memadankan pemalar masa perintang shunt. Untuk menyaring bunyi frekuensi tinggi, nilai kapasitor harus ditingkatkan menjadi nilai yang memberikan penyaringan yang diperlukan.

Transien Melebihi 30 Volt:

NCS21xR menawarkan keupayaan untuk merancang litar untuk aplikasi yang mempunyai voltan mod biasa sementara lebih daripada 30 volt.

KE Diod Zener atau diod penekanan voltan sementara (TVS) boleh diletakkan dengan perintang input luaran 10Ω. Anda mempunyai dua pilihan untuk memperbaiki dioda:

Pilihan satu: Betulkan satu dioda TVS tunggal dengan dua diod melintasi penguat seperti yang disorot hijau pada gambar di bawah:

Pilihan 2: Tambahkan ke dioda TVS seperti yang disorot biru pada gambar di bawah

Mematikan NCS21xR:

KE pintu logik atau MOSFET suis kuasa, atau a pemancaran transistor dapat dikonfigurasi dengan pin OUT dari NCS21xR untuk mematikan kuasa ke IC, dan melindungi litar yang berkaitan dari keadaan semasa yang dikesan.