Estoy utilizando el método de derivación para medir el circuito de corriente de la red de CA, la imagen adjunta explica los sistemas. Estoy usando un SMPS para el circuito de control aislado de otro circuito principal de 120 VCA. Tengo algunas dudas, ya que estoy midiendo la corriente usando shunt, estoy rompiendo el aislamiento de alguna manera según la imagen adjunta. O, ¿necesito un amplificador operacional con una clasificación de voltaje en modo común más alta (mayor que 120 VCA)?
Sí, esto será un problema. A menos que haya un aislamiento galvánico entre el controlador "a tierra" y el amplificador operacional, habrá humo instantáneo. El suministro de 3.3 voltios (y sus 0 voltios) también deben estar aislados galvánicamente de cualquier conexión eléctrica al controlador "a tierra".
Recuerde que los canales vivos y neutros no flotan por encima de la tierra: los neutros generalmente se conectan a tierra y esto significa que las "subidas y bajadas" en vivo alrededor de la tierra a cientos de voltios de pico a pico.
¿Necesito un amplificador operacional con una mayor calificación de voltaje en modo común (mayor que 120 VAC)
El rango del modo común de entrada de un amplificador operacional está determinado en gran medida por sus rieles de suministro y, por lo tanto, para alcanzar +/- 170 voltios (pico), tendría que encontrar un suministro con capacidades de riel de potencia muy grande. Sin embargo, aún tendría un problema de seguridad al alimentar la salida del amplificador operacional al controlador; debería considerar el uso de un CT (transformador de corriente) o algo así como la gama de productos de aislamiento digital de ADI (generalmente ADuM5401 y un ADC): -
El ADuM5401 proporciona kV de aislamiento pero, recuerde, cuando trabaje en cualquier cosa que se conecte a voltajes vivos, la muerte o las lesiones están a la vuelta de la esquina para aquellos que no son cautelosos y cuidadosos.
Habría hecho esto en un comentario, pero es demasiado largo.
Has malinterpretado tu circuito. De un comentario
No, están aislados, ya que estoy usando SMPS. Que tiene 4KV de aislamiento. por lo que mi circuito, tierra y línea o neutro no tienen el mismo potencial.
Bueno, estaban aislados, hasta que los conectaste a tu amplificador sensorial actual. Dado que el voltaje a través de la derivación es muy pequeño, se puede ignorar. Luego, su voltaje de línea se conecta a su amplificador operacional + entrada a través de una única resistencia. Si su voltaje de referencia no flota con el voltaje de línea, entonces obtendrá voltaje de línea en la entrada de un amplificador operacional de 3.3 voltios, y eso no terminará bien. Si el voltaje de referencia flota, entonces todo su circuito está, por definición, montado en el voltaje de línea. No puedes tenerlo de ambas maneras. La única limitación de la corriente a través del amplificador operacional es el valor de la resistencia de entrada.
Para empeorar las cosas, su voltaje solo se manifestará cuando el circuito se conecte realmente a tierra. Es perfectamente posible tener una configuración de prueba, utilizando fuentes de alimentación aisladas, que a su vez flotan, por lo que no se ve el voltaje. Entonces, algún cliente deficiente o ingeniero de pruebas lo está utilizando en la configuración incorrecta y realiza la conexión, y ZAP!, Hay problemas.
No será fácil encontrar un amplificador de derivación con un voltaje de modo común tan alto.
En su lugar, deberías tomar un lado de la derivación y hacer un cortocircuito en tu tierra o VCC. O Ref Volt en tu imagen. Esto depende del voltaje de modo común de su amplificador y otros circuitos. Por ejemplo: ¿el circuito también mide la tensión de L-N? No está claro qué Ref Volt es de su información.
Con 10A y una derivación de 10 mOhm tiene 0.1 AC, por lo tanto, + -140 mV DC. Si usa un INA199 con un voltaje de modo común de -0.3V a 26V, puede usar la parte superior o inferior de la derivación como masa o Vcc, ya que la especificación estará dentro de su rango de + - 0.14V.
Si tiene un amplificador que no tiene voltaje de modo común fuera de su rango de suministro, entonces Ref Volt debe estar dentro de 0 + 0.14V a 3.3-0.14V.
Además, Ref Volt tiene que conectarse antes de la resistencia de filtro.
El 10A se toma como máximo absoluto aquí.
Dependiendo de cómo lo cableas, estás midiendo el lado alto o el lado bajo. Mire las Notas de aplicación de TI para obtener información detallada sobre la ubicación de la derivación.
Así que sí, el método de derivación es, de hecho, romper el aislamiento. Lo llaman invasivo por una razón. Si no desea eso, tendría que intercambiar precio / resolución / precisión y obtener mediciones magnéticas. Desde un sensor ACS-712, un transformador o LEM *. Aunque, también podría usar aisladores analógicos como AMC1100.
Advertencia de seguridad obligatoria: su circuito está activo (CAT II o CAT III). Esto significa que la base del osciloscopio, el chasis USB de su depurador y, por lo tanto, su computadora portátil también pueden estar activos. Sé consciente de esto. De lo contrario, se producirán chispas, con la muerte del equipo como resultado.
* ¡Protege magnéticamente tus módulos lem si aún no lo están!