¿Existe alguna solución para la medición de corriente de muestreo de alta precisión en el lado alto?

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Quiero hacer una medición de corriente de alta precisión. (El voltaje de hasta 20 V y requiere que la corriente se muestre en una resolución de 0,1 mA, la corriente puede ser de hasta 4 A). El más simple es el muestreo de lado bajo por MCP3421:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este es fácil y preciso. Pero esto rompe la conexión a tierra.

No es posible utilizar MCP3421 para el muestreo del lado alto, ya que romperá su límite de voltaje de entrada (VCC + 0.3V). Nuestro voltaje ascendente puede ser de hasta 20V.

Otra posible solución es usar OP-Amps:

Enlace a pdf

La página 18 describe cómo usar OP-Amps para hacer las conversiones. Pero me pregunto si las resistencias pueden ser inexactas y el envejecimiento es un asesino de precisión.

Hay una solución más: usar un amplificador de detección de corriente de lado alto como TSC101 o LTC6101. Pero este tipo de circuitos integrados a menudo tiene un alto voltaje de compensación de entrada (Vos) hasta aprox. 1mV. 1mA en 15mOhm la resistencia de muestreo es de 15 uV, por lo que el desplazamiento parece ser inaceptable.

¿Son posibles las soluciones anteriores? ¿O hay alguna otra solución?

    
pregunta t123yh

5 respuestas

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Observe los circuitos integrados del sensor de corriente de Allegro Microsystems. Estos utilizan sensores de efecto Hall y se pueden usar en aplicaciones de lado alto.

    
respondido por el Paul Elliott
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Para la medición de PRECISIÓN veo dos opciones:

  1. Como su voltaje no es muy alto, use un buen amplificador de instrumentación. Con alto CMRR hará el trabajo. Ad8222 es genial. Un inconveniente: puede que necesite crear un riel de voltaje más alto que el voltaje de entrada.
  2. Para voltajes más altos puede usar ADC aislado. Lo que significa que coloca la potencia aislada y el ADC cerca de la resistencia medida, por lo que el componente de modo común está 0 relacionado con ellos. Un buen ejemplo es Ad7400.
respondido por el Gregory Kornblum
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Hay toneladas de amplificadores de sentido de corriente de lado alto que ya incluyen las resistencias de precisión necesarias para un buen CMRR y compensación.

enlace enlace etc ...

Le sugiero que pase un momento usando el motor de búsqueda de DigiKey, busque here :

Luego selecciona "Sentido actual" en el cuadro "Tipo de amplificador".

Para un desplazamiento ultra bajo, puede buscar un amplificador de instrumentación chopper (o auto-cero) como el LTC1100, sin embargo, es poco probable que encuentre uno que pueda detectar un voltaje más allá de sus rieles.

Si la carga se puede encender / apagar, entonces una manera simple de compensar nulo es usando muestreo doble: mida la corriente con la carga ENCENDIDA, luego con la carga APAGADA, y reste ambos. Esto funciona extremadamente bien.

    
respondido por el peufeu
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El más simple es el muestreo de lado bajo por MCP3421. Este es fácil y preciso. Pero esto rompe la conexión a tierra.

Si está satisfecho con este método, use un chip más que pueda proporcionar potencia aislada y búferes aislados para SCL y SDA. Estoy pensando aquí en la serie ADuM54xx de ADI: -

enlace

Puede obtener versiones con diferentes configuraciones de IO para adaptarse a la entrada y salida de datos del ADC. Posiblemente el ADuM5402 sea de mayor interés para su aplicación.

Básicamente, use el chip de aislamiento y haga flotar su ADC hasta 20V para hacer la medición.

    
respondido por el Andy aka
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Continúe y use un monitor de lado alto, y si el voltaje de compensación le molesta, precargue la corriente, luego aplique un desplazamiento en la salida para anular el resultado con carga cero. El TSC101 , por ejemplo, con una resistencia de detección de 0.050 ohmios, puede manejar el 4A.

Se pueden tratar hasta 2,5 mV de desplazamiento en el chip por derivación de 0.0025V / .050ohm = 50 mA desde la salida (de modo que la tensión de compensación nunca saturará el amplificador de detección).

Una fuente de alimentación negativa simplificará la traducción de nivel (y le permitirá para continuar monitoreando la corriente por debajo del límite de 2.8 V 'modo común de entrada'). Dibujaría los 50 mA con un transistor NPN conectado a tierra.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Whit3rd

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