IC NCS21xR을 사용한 정밀 전류 감지 및 모니터링 회로

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전류 션트 모니터 또는 전류 감지 증폭기를 찾고 있다면 오른쪽 페이지로 이동했습니다.

전류 션트 모니터는 계측 증폭기입니다. 현재를 감지 시스템의 션트 저항을 통해 릴레이, 트랜지스터 또는 SCR과 같은 스위칭 장치를 트리거하기위한 논리 신호 출력으로 변환합니다.



스위칭 장치는 션트 저항을 통해 상승하는 전류의 원인을 차단하거나 차단하는 데 사용되어 감지 증폭기가 모니터링하는 장치를 보호합니다.

전류 감지가 필요한 이유와 전류 션트 모니터를 사용할 수있는 위치 :



취미로하는 사람, 전기 기사, 학생 또는 전문 엔지니어 든 “NCS21xR 및 NCV21xR” ON Semiconductor의 IC 제품군이 최고의 솔루션입니다.

이들은 션트 저항기의 전압을 모니터링 할 수있는 전압 출력 및 전류 션트 모니터입니다.

전원 공급 장치에 관계없이 NCS21 연산 증폭기는 공통 모드에서 -0.3 ~ 26V의 전압을 측정 할 수 있습니다. 회로의 전류를 측정하거나 감지하려면 두 가지 옵션이 있습니다.

로우 사이드 감지는 간단한 연결을 할 수있는 가장 쉽고 저렴한 기술입니다. 연산 증폭기 .

그만큼 전류 감지 회로 부하와 접지 사이에 연결할 수 있습니다. 개별 연산 증폭기 (Op Amp)에서 션트를 접지와 연결하면 노이즈가 발생할 수 있지만이 문제는 NCS21xR에서 해결되었습니다.

하이 사이드 전류 감지 중에 모니터 회로는 전원과 부하 사이에 연결되어야합니다.

NCS21xR IC는 하이 사이드 및 로우 사이드 기술 모두에서 전류를 감지하는 데 매우 유용합니다.

NCS21xR IC 시리즈는 정확한 전류 감지 응용 제품에 사용할 수있는 고감도 전류 션트 모니터입니다.

두드러진 특징 :

NCS21xR 및 NCV IC의 몇 가지 주요 기능은 다음과 같습니다.

  • 작동 전압 + 2.2V ~ + 26V
  • 매우 다양한 작동 온도 범위 (-40 ° C ~ + 125 ° C)
  • 전류 소비 배터리 작동 장치 (센서, 노트북 등)에 가장 적합한 40µA ~ 80µA IC
  • 증폭기가 신호에 대해 작동하기위한 우수한 동적 범위의 RRO (rail-to-rail output).
  • 낮은 오프셋 드리프트 (0.5µ V / ° C)는 다양한 정밀도 및 휴대용 애플리케이션에 이상적입니다.
  • 출력이 0이되도록하려면 입력에서 ± 35µV의 매우 낮은 오프셋 전압이 필요합니다.

PIN 기능 및 구성 :

NCS21xR 및 NVC21xR IC는 그림과 같이 SC70-6 및 UQFN10의 두 가지 구성 패키지로 제공됩니다.

IN- 및 IN + 핀은 회로의 션트 저항을 통해 연결됩니다. Vs 및 GND 핀은 작동을 위해 IC에 전원을 공급하기위한 것입니다.

OUT 핀은 앰프의 출력 신호로 지정됩니다.

REF 핀은 단방향 작동시 접지에 연결되어야하며 양방향 작동시 REF는 전압 레퍼런스 회로에 연결되어야합니다.

션트 저항을 선택하는 방법 :

션트 저항기의 선택은 정확한 전류 측정을 얻기위한 핵심 요소입니다.

전류 측정의 정확도는 션트 저항기의 크기와 값에 따라 달라집니다.

더 큰 저항 값을 선택하면 더 정확한 측정을 얻을 수 있지만 저항이 클수록 전류 손실이 발생할 수 있습니다.

제조업체에서 4 개의 단자 저항을 사용하는 것이 좋습니다.

회로의 전류 경로 용 단자 2 개와 증폭기가 감지 할 전압 감지 경로 용 단자 2 개를 제공합니다.

단방향 작동 :

단방향 작동에서 전류는 전원 공급 장치 및 부하 전류 모니터링 회로와 같이 한 방향으로 만 흐릅니다. 단방향 작동을 위해 NCS21을 연결하려면 다음 단계를 수행하십시오.

  1. 션트 저항 및 부하 전원 공급 장치를 IC의 차동 입력 핀에 연결합니다.
  2. REF 핀을 접지와 연결합니다.
  3. Vs 및 GND 핀을 통해 IC에 전원을 공급합니다. IC는 별도의 전원 공급 장치 또는 부하의 동일한 전원 공급 장치에서 전원을 공급받을 수 있습니다.
  4. 부하 전원 공급 장치에서 단락 전류를 감지하려면 IC에 별도의 전원 공급 장치를 사용하십시오.

출력 1 : REF 핀이 접지되고 션트 저항을 통과하는 전류가없는 경우 NCS21xR의 출력은 50mV 이내가됩니다.

출력 2 : 션트 저항을 통과하는 전류가있는 경우 출력은 적용된 공급 전압 VS의 최대 200mV가됩니다.

양방향 작동 :

양방향 전류 션트 모니터에서 회로는 네거티브 및 포지티브 공통 모드 전압 모두에서 작동합니다.

양방향 전류 션트 모니터 회로는 배터리 충전 시스템에서 양방향 (충전 및 방전 중)의 전류를 감지하는 데 사용됩니다.

양방향 작동의 출력은 REF 핀에 적용된 바이어스 전압 주변의 음 전압과 양 전압 사이에서 달라집니다. 양방향 작동을 위해 NCDS21xR의 핀을 다음과 같이 연결해야합니다.

  1. 션트 저항 및 부하 전원 공급 장치를 IC의 차동 입력 핀 (IN- 및 IN +)에 연결합니다.
  2. 전압 레퍼런스 회로는 REF 핀에 연결되어야하며 회로는 낮은 임피던스 여야합니다.
  3. REF 핀은 직렬로 연결하거나 전압 레퍼런스에 션트하거나 모든 전압 공급 장치에 직접 연결할 수 있습니다.
  4. Vs 및 GND 핀을 통해 IC에 전원을 공급합니다.

산출: 전압이 REF ​​핀의 전압 (Vs + 0.3V)을 초과하면 핀 REF와 Vs 사이에 연결된 다이오드를 순방향 바이어스합니다.

입력 및 출력 필터링 :

입력 및 출력 신호의 필터링은 통신 장치 및 회로에 매우 중요합니다.

공통 모드 전압에서 입력 차동 신호는 하이 사이드 감지 중에 증폭 될 수 있습니다.

이 장치는 션트에서 매우 높은 수준의 작은 전압과 노이즈를 증폭하여 전류 측정에 오류가 발생할 수 있습니다.

측정 정확도를 높이려면 전류 감지의 입력 경로를 필터링해야합니다.

그림과 같이 필터 저항을 추가하여 필터를 구현할 수 있습니다.

필터 저항을 잘못 선택하면 이득이 부정확해질 수 있습니다. 입력 저항의 값은 10Ω 이하 여야합니다.

션트 저항의 시정 수를 맞추기 위해 커패시터를 추가 할 수 있습니다. 고주파 노이즈를 필터링하려면 커패시터 값을 필요한 필터링을 제공하는 값으로 늘려야합니다.

30 볼트를 초과하는 과도 전류 :

NCS21xR은 30V 이상의 과도 공통 모드 전압을 갖는 애플리케이션을위한 회로를 설계하는 기능을 제공합니다.

제너 다이오드 또는 과도 전압 억제 (TVS) 다이오드는 10Ω의 외부 입력 저항과 함께 배치 할 수 있습니다. 다이오드를 고정하는 두 가지 옵션이 있습니다.

옵션 1 : 아래 그림에서 녹색으로 강조 표시된대로 증폭기에 두 개의 다이오드가있는 단일 TVS 다이오드를 수정합니다.

옵션 2 : 아래 그림에서 파란색으로 강조 표시된대로 TVS 다이오드에 추가

NCS21xR 종료 :

논리 게이트 또는 MOSFET 전원 스위치 또는 트랜지스터 래칭 IC의 전원을 끄고 감지 된 과전류 상황으로부터 관련 회로를 보호하기 위해 NCS21xR의 OUT 핀으로 구성 할 수 있습니다.




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