دائرة استشعار ومراقبة التيار الدقيق باستخدام IC NCS21xR

جرب أداة القضاء على المشاكل





إذا كنت تبحث عن شاشات تحويل حالية أو مكبرات صوت حالية ، فقد وصلت إلى الصفحة الصحيحة.

جهاز مراقبة التحويلة الحالية هو مكبر للصوت للأجهزة يستشعر التيار عبر المقاوم التحويلة في النظام ، ويحولها إلى خرج إشارة منطقية لتشغيل جهاز تبديل مثل المرحل أو الترانزستور أو SCR.



يتم استخدام جهاز التبديل إما لقطع أو إغلاق سبب ارتفاع التيار عبر المقاوم التحويل ، وبالتالي ضمان الحماية للجهاز الذي يتم مراقبته بواسطة مكبر الاستشعار.

لماذا نحتاج إلى الاستشعار الحالي وأين يمكننا استخدام شاشات التحويل الحالية:



سواء كنت هاويًا أو كهربائيًا أو طالبًا أو مهندسًا محترفًا ، فإن 'NCS21xR و NCV21xR' عائلة الدارات المتكاملة من ON Semiconductor هي الحل الأفضل لك.

هذه هي مخرجات الجهد وشاشات التحويل الحالية التي يمكنها مراقبة الفولتية عبر المقاوم التحويل.

بغض النظر عن مصدر الطاقة ، يمكن لـ NCS21 op amp قياس الجهد من -0.3 إلى 26V في الوضع العام. لقياس أو الشعور بالتيار في الدائرة ، لديك خياران:

استشعار الجانب المنخفض هو أسهل وأرخص تقنية حيث يمكنك توصيل جهاز بسيط مكبر تشغيلي .

ال دائرة الاستشعار الحالية يمكن توصيله بين الحمولة والأرض. في مكبرات الصوت المنفصلة (Op Amp) ، قد يؤدي توصيل التحويل بالأرض إلى حدوث ضوضاء ، ولكن تم حل هذه المشكلة في NCS21xR.

أثناء استشعار التيار الجانبي العالي ، يجب توصيل دائرة الشاشة بين الإمداد والحمل.

يعد NCS21xR IC مفيدًا جدًا لاستشعار التيار من كل من تقنيات الجانب العالي والجانب المنخفض.

سلسلة NCS21xR ICs عبارة عن شاشات تحويل تيار عالية الحساسية ، والتي يمكن استخدامها لتطبيقات استشعار التيار الدقيقة.

السمات البارزه:

فيما يلي بعض الميزات الرئيسية لـ NCS21xR و NCV ICs:

  • جهد التشغيل + 2.2 فولت إلى + 26 فولت
  • مجموعة متنوعة جدًا من درجة حرارة التشغيل (-40 درجة مئوية إلى + 125 درجة مئوية)
  • الاستهلاك الحالي 40 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية أفضل ملاءمة IC للأجهزة التي تعمل بالبطاريات (أجهزة الاستشعار ، الكمبيوتر المحمول ، إلخ)
  • نطاق ديناميكي جيد من خرج السكك الحديدية إلى السكك الحديدية (RRO) لمكبر الصوت للعمل على الإشارات.
  • الانحراف المنخفض (0.5 µ V / ° C) يجعلها مثالية لمجموعة متنوعة من التطبيقات الدقيقة والمحمولة.
  • يتطلب جهد إزاحة منخفض للغاية ± 35 µ V عند الإدخال حتى يكون الناتج 0.

وظائف وتكوين رقم التعريف الشخصي:

تتوفر NCS21xR و NVC21xR ICs في حزمتين للتهيئة ، SC70-6 و UQFN10 كما هو موضح في الصورة.

يجب توصيل دبابيس IN- و IN + عبر المقاوم التحويلة في الدائرة. دبابيس Vs و GND مخصصة لإمداد الطاقة إلى IC للتشغيل.

تم تخصيص دبوس الإخراج لإشارة الخرج من مكبر الصوت.

يجب توصيل دبوس REF بالأرض في عملية أحادية الاتجاه وفي عملية ثنائية الاتجاه يجب توصيل REF بدائرة مرجعية للجهد.

كيفية تحديد المقاوم Shunt:

يعد اختيار المقاوم التحويل هو العامل الرئيسي للحصول على قياس تيار دقيق.

تعتمد دقة قياس التيار على حجم وقيمة المقاوم التحويلة.

إذا حددت القيمة الأكبر للمقاوم ، فقد تحصل على قياس أكثر دقة ، لكن المقاومة الأكبر قد تؤدي إلى الخسائر الحالية.

يوصى المصنع باستخدام المقاوم الرباعي.

سيوفر محطتين للمسار الحالي في الدائرة ومحطتين لمسار اكتشاف الجهد حتى يستشعر مكبر الصوت.

عملية أحادية الاتجاه:

في العملية أحادية الاتجاه ، يتدفق التيار فقط في اتجاه واحد مثل إمدادات الطاقة وتحميل دوائر مراقبة التيار. لتوصيل NCS21 للتشغيل أحادي الاتجاه ، قم بالخطوات التالية:

  1. قم بتوصيل مقاومة التحويل وتحميل مصدر الطاقة بدبابيس الإدخال التفاضلية لـ IC.
  2. قم بتوصيل دبوس REF بالأرض.
  3. توفير مصدر الطاقة لـ IC من خلال Vs و GND pin. يمكن تشغيل IC من مصدر طاقة منفصل أو من نفس مصدر الطاقة للحمل.
  4. إذا كنت ترغب في اكتشاف تيار ماس كهربائى على مصدر طاقة الحمل ، فاستخدم مصدر طاقة منفصل لـ IC.

المخرج 1: إذا تم تأريض دبوس REF ولم يكن هناك تيار يمر عبر مقاومة التحويل ، فسيكون خرج NCS21xR في حدود 50mV.

المخرج 2: عندما يكون هناك تيار يمر عبر مقاومة التحويل ، سيكون الناتج يصل إلى 200mV من جهد الإمداد المطبق VS.

عملية ثنائية الاتجاه:

في جهاز مراقبة تحويل التيار ثنائي الاتجاه ، تعمل الدائرة بجهد وضع مشترك سالب وإيجابي.

تُستخدم دوائر مراقبة التحويل الحالية ثنائية الاتجاه في نظام شحن البطارية لاكتشاف التيار في كلا الاتجاهين (أثناء الشحن والتفريغ).

يختلف الإخراج في العملية ثنائية الاتجاه بين الفولتية السلبية والإيجابية حول جهد التحيز المطبق على دبوس REF. للتشغيل ثنائي الاتجاه ، يجب توصيل دبابيس NCDS21xR على النحو التالي:

  1. قم بتوصيل مقاومة التحويل وتحميل مصدر الطاقة بدبابيس الإدخال التفاضلية (IN- و IN +) الخاصة بـ IC
  2. يجب توصيل الدائرة المرجعية للجهد بدبوس REF ، ويجب أن تكون الدائرة ذات مقاومة منخفضة.
  3. يمكن توصيل دبوس REF في سلسلة أو تحويلة إلى مرجع الجهد أو مباشرة إلى أي مصدر للجهد.
  4. توفير مصدر الطاقة لـ IC من خلال Vs و GND pin.

انتاج: إذا تجاوز الجهد الجهد (Vs + 0.3V) عند دبوس REF ، فسيتم توجيه الصمام الثنائي المتصل بين المسامير REF و Vs.

ترشيح المدخلات والمخرجات:

يعد ترشيح إشارة الإدخال والإخراج مهمًا جدًا لأجهزة ودوائر الاتصال.

يمكن تضخيم الإشارات التفاضلية المدخلة بجهد الوضع الشائع أثناء الاستشعار الجانبي العالي.

قد تقوم الأجهزة بتضخيم الفولتية الصغيرة والضوضاء عند مستوى عالٍ جدًا عبر التحويلة ، مما قد يؤدي إلى خطأ في القياس الحالي.

لتحسين دقة القياس ، من الضروري تصفية مسار إدخال الاستشعار الحالي.

يمكن تنفيذ المرشحات عن طريق إضافة المقاوم المرشح كما هو موضح في الشكل.

قد يؤدي التحديد الخاطئ لمقاومة الفلتر إلى كسب غير دقيق. من المستحسن أن تكون قيمة المقاوم المدخل أقل من أو تساوي 10.

يمكن إضافة مكثف لمطابقة ثابت الوقت لمقاومة التحويل. لتصفية ضوضاء عالية التردد ، يجب زيادة قيمة المكثف إلى قيمة توفر الترشيح المطلوب.

العابرين تزيد عن 30 فولت:

يوفر NCS21xR القدرة على تصميم الدائرة للتطبيقات ذات الفولتية ذات الوضع المشترك العابر التي تزيد عن 30 فولت.

إلى الصمام الثنائي زينر أو يمكن وضع ثنائيات كبح الجهد العابر (TVS) بمقاوم دخل خارجي 10Ω. لديك خياران لإصلاح الثنائيات:

الخيار الأول: إصلاح صمام ثنائي TVS مفرد مع صمامين ثنائيين عبر مكبر الصوت كما هو موضح باللون الأخضر في الشكل أدناه:

الخيار 2: إضافة إلى صمامات TVS الثنائية كما هو موضح باللون الأزرق في الشكل أدناه

اغلاق NCS21xR:

إلى بوابة المنطق أو موسفيت مفتاح الطاقة ، أو أ الإغلاق الترانزستور يمكن تهيئتها باستخدام دبوس OUT الخاص بـ NCS21xR لإيقاف تشغيل الطاقة عن IC ، وحماية الدوائر المرتبطة من الحالة المكتشفة على الوضع الحالي.




السابق: اصنع صندوق مكبر الصوت Bass Booster هذا التالي: منع التقوس المرحل باستخدام دوائر RC Snubber