Программа Сервисный Центр
0

Диапазон входных напряжений прецизионных усилителей сигналов датчиков тока легко расширить до 180 В


Диапазон входных синфазных напряжений прецизионных усилителей сигналов датчиков тока (current-sense amplifier – CSA) можно расширить до сотен вольт, добавив сдвоенный ОУ общего назначения и несколько дискретных компонентов.

Точность многих CSA весьма высока, но часто подобные усилители разрабатываются в расчете на использование только в аппаратуре с батарейным питанием, и не могут подключаться к шинам с таким высоким напряжением, какое присутствует, скажем, на объединительных панелях стоек. Изображенная на Рисунке 1 схема показывает, как обойти это ограничение и измерять ток в положительном полюсе нагрузки, запитав CSA опорным напряжением стабилитрона (Z1) и использовав сдвоенный ОУ общего назначения, MOSFET и резисторы для преобразования выходного напряжения усилителя сигналов датчика тока в привязанное к земле напряжение на резисторе.

 
Диапазон входных напряжений прецизионных усилителей сигналов датчиков тока легко расширить до 180 В
 Рисунок 1. Высоковольтный прецизионный усилитель сигналов датчиков тока.

Основу схемы составляет усилитель сигналов датчиков тока TS1100-100 (U1), выпускаемый компанией Touchstone Semiconductor. На выходе OUT этого усилителя формируется напряжение, в 100 раз большее, чем разность напряжений между входами RS+ и RS–. Например, если R1 = 50 мОм, то при токе 1 А выходное напряжение микросхемы составит 5 В. Выбор этой микросхемы обусловлен сверхнизким напряжением смещения ее входов с типовым значением 30 мкА и током потребления, не превышающим 1 мкА. Для управления затвором N-канального MOSFET Q1 усилитель U2A должен обеспечивать диапазон выходных напряжений, равный напряжению на стабилитроне Z1 (12 В), то есть, следует выбирать усилитель rail-to-rail. U2A преобразует напряжение OUT в пропорциональный ток, протекающий через резисторы R3 и R2. Соответственно, падение напряжения на R3 также пропорционально OUT. Операционный усилитель U2B управляет затвором P-канального MOSFET Q2, создавая в резисторе R4 ток, пропорциональный напряжению на выходе OUT. Этот же ток протекает через привязанный к земле резистор R5, с которого снимается сигнал для последующего измерения с помощью системного АЦП. Отметим, что Q2 должен выдерживать полное напряжение между шинами VIN и землей, чем и обусловлен выбор транзистора ZVP1320F с допустимым напряжением сток-исток, равным 200 В.

Точность измерения тока нагрузки этой схемой исключительно высока. Ультранизкое напряжение смещения микросхемы TS1100 позволяет использовать резистор шунта R1 с очень маленьким сопротивлением и, соответственно, с ничтожным падением напряжения на нем. Так, при напряжении между выводами RS+ и RS– равном 1 мВ, порождаемая смещением ошибка в, типичном случае, не превышает 3%. Каждая часть усилителя U2 добавляет к выходному напряжению еще по 0.5 мВ смещения, но в пересчете к входному напряжению RS+/RS– (с учетом усиления схемы, равного 100) создаваемая смещением ошибка не превышает 1 мкВ. Практически, в качестве U2 может использоваться любой сдвоенный ОУ, способный работать при напряжении питания, определяемом стабилитроном Z1, и имеющий напряжение смещения, не вносящее существенного вклада в общую ошибку измерений. При прочих равных условиях, лучше выбирать микромощный ОУ, соизмеримый с TS1100 по току потребления, чтобы сохранить низкое общее энергопотребление схемы. Ошибка усиления определяется точностью резисторов R2–R5. Если их допуск равен 0.1%, результирующая ошибка, с учетом погрешности, вносимой TS1100, будет порядка 0.22%.

Схема может работать при любом входном напряжении, даже при нескольких сотнях вольт. Ее возможности ограничены только транзистором Q2, который должен выдерживать максимальное напряжение VIN.

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"