Jei norite sekti energijos srautą savo grandinės sistemoje, jums reikės srovės jutiklių sprendimų. Sprendimas gali būti stiprintuvas, tačiau labai svarbu užtikrinti, kad galios nustatymai būtų efektyvūs. Be to, galite išvengti perkaitimo, trumpojo jungimo ir apsaugos nuo viršsrovių. Naudodami srovės jutiklio stiprintuvus, turite atsižvelgti į aukštos įtampos sistemas. Srovės jutiklio stiprintuvas gali padėti susidoroti su neigiamomis įtampomis ir apsaugoti didelės galios sistemą. Panašiai pamatysite, kaip tiksliai prietaisas fiksuoja nedidelius įtampos kritimus. Tokiu būdu jis leis mažiau energijos išsklaidyti visoje grandinėje.
Kas yra srovės jutimo stiprintuvas?
Srovės jutimo stiprintuvą apibrėžiame kaip diferencialinį stiprintuvą, kurio išėjimo įtampa yra proporcinga srovės apkrovos vertei. Šiuo atveju srovės apkrovos vertė yra srovė, tekanti per stiprintuvo apkrovos pusę. Taigi, kuo didesnis srovės srautas, tuo didesnė įtampa sukuriama sistemoje.
kompiuterio pagrindinė plokštė
Srovės jutiklio stiprintuvai gali suteikti įvairios naudos sistemos inžinieriams, nes jie gali:
matuoti platų srovės diapazoną, įskaitant nuo kelių miliamperų iki šimtų
tikrinti srovės matavimą realiuoju laiku grandinės topologijoje
labai tiksliai tikrinti srovę
palaikyti įėjimo bendrojo režimo įtampą įprastame diapazone, daug didesnę nei maitinimo šaltinio bėgiai
Sumažinkite spausdintinės plokštės (PCB) dydį
Srovės jutiklio stiprintuvo veikimas
Srovės jutiklio stiprintuvo grandinės schema
Šaltinis: https://www.st.com/en/amplifiers-and-comparators/current-sensing.html
Srovės jutimo stiprintuvas veikia Omo dėsnio principu Jis teigia, kad įtampa grandinėje yra tiesiogiai proporcinga tekančiai srovei. Vadinasi, praleidžiant srovę per šuntinį rezistorių Rs, atsiranda įtampos kritimas (Vsense). Paprastai ši išleista jutimo įtampa yra daug mažesnė. Taip galima kontroliuoti galios išsklaidymą ir energijos nuostolius.
Toliau kritimo įtampa stiprinama vidinio prietaiso stiprintuvo pagalba. Taip gaunama norima išėjimo įtampa V
Bendrojo stiprintuvo ir srovės jutiklio stiprintuvo skirtumas
Kaip rodo pavadinimas, bendrieji stiprintuvai ir srovės jutiklio stiprintuvai priklauso tai pačiai klasei. Tačiau
Bendrosios režimo įtampos: Tai vidutinė įtampa, kuria į stiprintuvo įvesties taškus veikia įtampa. Įėjimo kompensavimo įtampa yra labai svarbi, nes kiekvienas stiprintuvas turi savo tolerancijos lygį.
CMRR: Tai stiprintuvo bendrojo režimo stiprinimo ir diferencinio stiprinimo santykis. Bendrojo režimo atmetimo santykis rodo, kiek bendrojo režimo signalų įrenginys atmes. Praktiškai, naudodami aukštą CMRR, galite sustiprinti signalus be didelių triukšmo trukdžių.
Standartiniai stiprintuvai nesugeba sustiprinti mažos įtampos signalų ir turi mažesnį CMRR. Norėdami naudoti įprastus stiprintuvus, turite prijungti maitinimo šaltinį tarp V
Tačiau preciziniai srovės stiprintuvai gali aptikti ir sustiprinti mažos įtampos signalus. Be to, jų CMRR yra didesnis nei bet kurių kitų operacinių stiprintuvų. Srovės pojūčio stiprintuvai gali toleruoti didesnes kaiščių įtampas nei įėjimo įtampa. Kadangi srovės jutiklio stiprintuvų kelio valdymas, jie gali kaitalioti savo maitinimo įtampos šaltinius esant mažesnei V
Srovės jutimo stiprintuvų tipai
Muzikos stiprintuvo valdymo skydelis
Toliau pateikiami keli įprasti srovės jutiklio stiprintuvų tipai
Aukštos pusės stiprintuvai; kur išbandysite srovę tarp maitinimo bėgio ir apkrovos. Tokiu atveju maitinimas bus daug mažesnis nei nuolatinė įtampa.
Žemos pusės stiprintuvai, kuriuose patikrinsite srovę tarp apkrovos ir žemės. Tokiu atveju maitinimo šaltinis bus arčiau įžeminimo vertės.
Dviejų krypčių stiprintuvai, kai stiprintuvas turi vieną papildomą Vref kaištį, kad būtų galima nustatyti išėjimo atskaitą atitinkamame srovės diapazone.
Izoliuoti stiprintuvai
Srovės jutimo stiprintuvų taikymas
Aukštosios pusės srovės jutiklio grandinės
Kai naudojate aukštosios pusės srovės jutiklio metodą, tarp maitinimo šaltinio teigiamos pusės ir aktyviosios apkrovos sumontuosite aukštosios pusės šuntavimo rezistorių. Kaip žinote, šuntavimo rezistoriai padeda matuoti įtampos kritimą abiejuose jų galuose. Šiuo atveju jį galite naudoti tam pačiam tikslui.
Šaltinis: https://www.apogeeweb.net
Didelės srovės pojūčio metodo naudojimo privalumai;
Kadangi šuntavimo rezistorių dedate tarp apkrovos ir įžeminimo, galite lengvai aptikti trumpąjį jungimą šioje srityje.
Be to, atlikdami matavimus galėsite užfiksuoti tikslią apkrovos srovę be didelių pastangų.
Apkrova yra tinkamai sujungta su žeme ir turi nedidelius trikdžius
Tačiau vienas trūkumas, su kuriuo susidursite, yra tas, kad jums reikės prietaisų, pasižyminčių dideliu CMRR. Taip yra todėl, kad įtampa ant rezistoriaus yra mažesnė už apkrovos įtampos srovę.
Srovės jutiklio stiprintuvai - žemosios pusės srovės jutiklio grandinės
Norėdami įgyvendinti žemosios pusės srovės srovės grandines, šuntavimo srovės jutiklio rezistorių įrengsite tarp žemės ir aktyviosios apkrovos. Tokiu būdu, kai tik srovė tekės į žemę, ji visada eis per šunto rezistorių.
Šaltinis: https://components101.com
Mažos grandinės srovės metodo naudojimo privalumai
- Jį galima greitai įgyvendinti, nes jutiklio įtampa yra susieta su žeme.
- per rezistorių teka nedidelė įtampos srovė, o bendrojo režimo įtampos paklaida yra mažesnė
- Be to, labai gerai gali veikti mažo CMRR įtaisas
- Apskritai sprendimas yra ekonomiškas
Vis dėlto dėl šios priemonės gali atsirasti įžeminimo poslinkio apkrova. Todėl jis negali aptikti didelio srovės srauto, todėl įvyksta trumpasis jungimas.
Srovės jutiklio stiprintuvai - dvikryptės srovės jutiklio grandinės
Dviejų krypčių srovės jutiklio metodas yra sudėtingesnis už du ankstesnius metodus. Taikant šį metodą srovę reikia jausti abiem kryptimis. Tam reikia stiprintuvų, galinčių aptikti srovės tekėjimą abiem kryptimis.
Šaltinis: https://components101.com
Taikant šį metodą, reikės tik apsaugos nuo atvirkštinio poliškumo ir tinkamo perjungimo mechanizmo, kuris keistų kelius, kai keičiasi šaltinio poliškumas.
Kitas būdas aptikti dvikryptę srovę - palyginti įtampos kritimo vertę su įėjimo įtampos srove. Jei įtampos kritimas yra didesnis už įėjimo, srovė yra vienos krypties. Priešingu atveju srovės bangos yra priešingos viena kitai.
Srovės jutiklio stiprintuvai - izoliuotos srovės jutiklio grandinės
Izoliuotam srovės jutikliui naudoti reikia Halės efekto indukcijos arba tinkamo transformatoriaus. Indukcija sukurs įtampą transformatoriaus pusėje, o srovės srautas tekės kitoje pusėje. Srovė ir įtampa bus proporcingos viena kitai.
Šaltinis: https://www.apogeeweb.net/electron/what-is-a-current-sense-amplifier-overview.html
Srovės jutiklio stiprintuvo naudojimo projektavimo aspektai
Norint sukurti srovės jutiklio grandinę, kai linija yra 12 V ir 1 A, reikės srovės jutiklio stiprintuvo. Tačiau turite pasirinkti tokį, kuris gali veikti su 12 V maitinimo šaltiniu. Be to, jis turėtų gebėti jausti didesnę nei 1A srovę.
Atkreipkite dėmesį, kad kadangi nėra dvikryptės srovės, šiuo atveju rinksitės tarp didelės arba mažos srovės jutiklio stiprintuvo. Didelės srovės stiprintuvas padės aptikti trumpąjį jungimą arba bet kokius klaidų šaltinius.
Šaltinis: https://components101.com/articles/basics-of-current-sense-amplifier-its-types-and-design-guide
Šiuo atveju, kadangi apkrova yra induktorius arba kondensatorius, yra tikimybė, kad atsiras įjungimo srovė. Todėl pasirinksite mažesnės varžos rezistorių. Pavyzdžiui, pirmiau pateiktoje grandinėje naudojamas LT6108, nes šio stiprintuvo įtampos diapazonas yra 2,7 V-60 V. Be to, bendro režimo atmetimo koeficientas yra iki 125 dB, t. y. didesnė vertė.
Išvada
Srovės jutimo stiprintuvuose naudojamas srovės šunto variklis išėjimo įtampai, proporcingai įėjimo srovei, stiprinti. Įvairioms elektros problemoms spręsti yra daug įvairių stiprintuvų, iš kurių galite pasirinkti tinkamą. Tačiau kiekvienai kategorijai būdingi tam tikri iššūkiai ir privalumai.
Čia, OurPCB, siūlome PCB surinkimą, kuriame dėmesys skiriamas detalėms. Norėdami pasinaudoti mūsų paslaugomis, susisiekite su mumis dabar.