Модуль датчика тока на ACS709 от -75A до +75A от Pololu

Модуль датчика тока ACS709 является линейным токовым датчиком на микросхеме Allegro ACS709LLFTR-35BB-T ± 75A на основе эффекта Холла с аналоговым выходом с низкоомным внутренним сопротивлением (~ 1,1 мОм) и электрической изоляцией до 2,1 кВ RMS. Датчик оптимизирован для точного измерения токов от -37,5 А до 37,5 А, а аналоговый выход напряжения линейный для значений тока до 75 А. Выходное напряжение центрировано по VCC / 2 и имеет типичную погрешность ± 2%. Датчик работает в диапазоне питающего напряжения от 3 В до 5,5 В, поэтому он может напрямую взаимодействовать с системами 3,3 В и 5 В.

Некоторые ключевые функции датчика:

• Оптимизированная точность для двунаправленного входного тока от -37,5 А до 37,5 А с линейным диапазоном чувствительности от -75 А до 75 А
• Внутреннее сопротивление проводящего пути обычно составляет 1,1 мОм, а печатная плата выполнена из утолщенной меди, поэтому на плате выделяется очень мало тепла
• Встроенная изоляция значительно уменьшает емкостную связь от токопровода до измерительной матрицы и предотвращает смещение дрейфа в приложениях
• Использование датчика на эффекте Холла означает, что ИС способна электрически изолировать электронику от датчика (до 2.1 кВ RMS), что позволяет вставлять датчик в любом месте проводника тока и использоваться в приложениях, требующих электрическую изоляцию.
• Полоса шириной 120 кГц, которая может быть дополнительно уменьшена путем добавления конденсатора через штырьки платы с надписью «FILT»
• Высокая точность и надежность: средняя общая ошибка выхода 2% при комнатной температуре с заводской калибровкой, чрезвычайно устойчивое выходное напряжение покоя
• Рабочий диапазон рабочей температуры от -40 °C до 150 °C
• Установленное пользователем пороговое значение максимальной токовой нагрузки: выходные данные выхода FAULT задерживаются на низком уровне, если ток превышает установленный порог в течение времени, которое может быть установлено путем добавления внешнего конденсатора.

Примечание. Увеличенный диапазон от -75 A до 75 A датчика должен быть ограничен пиковыми переходными токами. При тестировании обнаружено, что микросхема датчика может выдерживать ток 50 А в течение 20 секунд или 37,5 А в течение 150 секунд, прежде чем превысить максимальную температуру 150 °С. Поэтому, если Вы не предпринимаете специальных мер отвода тепла от микросхемы датчика, мы рекомендуем ограничить непрерывные токи до уровня 30 А. Даже при низком сопротивлении датчика 1,1 мОм плата может нагреваться настолько, чтобы достичь высоких температур, поэтому, для длительной работы с большими токами следует принимать дополнительные меры по отводу тепла от микросхемы и платы.

Использование датчика:

Расположение и назначение выводов модуля датчика:

Единственными подключениями, которые необходимы для использования этого датчика, являются входной ток (IP + и IP-), напряжение питания (VCC и GND) и выход датчика (VIOUT). Все остальные контакты являются необязательными, как и два внешних конденсатора, показанных на рисунке справа.

Датчик требует напряжения питания от 3 В до 5,5 В для подключения через контакты VCC и GND, которые помечены на плате шелкографией. Датчик выводит аналоговое напряжение, линейно пропорциональное входному току. Выходное напряжение покоя составляет VCC / 2 и изменяется на 28 мВ на ампер входного тока (при VCC = 5 В), при этом положительный ток увеличивает выходное напряжение а отрицательный ток уменьшает выходное напряжение. Для произвольного входного тока i (в амперах) выходное напряжение датчика может быть в более общем виде представлено как:

VIOUT = (0,028 В / А * i + 2,5 В) * VCC / 5 V

Вывод VZCR является выходом опорного напряжения и может использоваться как опорный сигнал нулевого тока (0 A). Он будет приблизительно равен VCC / 2 и позволит Вам более точно вычислить входной ток от выходного напряжения VIOUT.

Штырек FILT позволяет Вам регулировать пропускную способность платы, добавляя конденсатор C F к земле (для удобства была добавлен контакт заземления рядом с контактом FILT). Без какого-либо внешнего фильтрующего конденсатора ширина полосы составляет 120 кГц. В техническом паспорте содержится дополнительная информация о том, как конденсатор внешнего фильтра влияет на пропускную способность.

Вывод FAULT находится в низком уровне, когда ток превышает порог срабатывания от перегрузки по току неисправности (Ioc). Эта точка переключения задается напряжением, подаваемым на вывод VOC, и зависит от делителя напряжения, показанного на принципиальной схеме. По умолчанию Ioc устанавливается на значение тока в 57 A, но его можно изменить, добавив внешние резисторы к делителю напряжения, чтобы изменить напряжение VOC. После того, как контакт FAULT зафиксирован на низком уровне, его можно сбросить, если входной сигнал FAULT_EN низкий (этот вход по умолчанию поднят на плате). Внешний конденсатор, C OC, может быть добавлен, чтобы увеличить время отклика по перегрузке по току. Без этого конденсатора время отклика, как правило, меньше 2 мкс. Для получения подробной информации об использовании функции аварии перегрузки по току, в том числе о некоторых ограничениях на превышение максимального тока см. Даташит ACS709.

Монтажные отверстия держателя датчика тока и токовые входы.

Держатель датчика тока ACS709 с бесконтактными контактными разъемами (не входят в комплект).

Входной ток можно подключать к плате различными способами. Отверстия с шагом 0,1 ", 3,5 мм и 5 мм доступны, как показано на картинке выше, для подключения штырьков или клеммных колодок . Для сильноточных применений вы можете припаять провода непосредственно к сквозным отверстиям, которые наилучшим образом соответствуют Вашим проводам или Вы можете использовать бесконтактные клеммные колодки, как показано на рисунке выше. Большие сквозные отверстия достаточны для винтов М6.

Принципиальная схема модуля датчика:

Характеристики:

• Микросхема датчика: ACS709LLFTR-35BB-T
• Чувствительность датчика:
  • 0,018 В/А (для напряжения питания 3,3В)
  • 0,028 В/А (для напряжения питания 5В)
• Минимальное логическое напряжение: 3 В
• Максимальное логическое напряжение: 5,5 В
• Потребляемый ток: 11 мА
• Рабочий диапазон рабочей температуры: от -40 ° C до 150 ° C.
• Размеры: 23 х 21 мм
• Вес: 1,7 г

Ссылки:

• Даташит на ACS709