Una pregunta sobre la detección de corriente a través de una resistencia muy baja

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Estoy tratando de detectar la corriente a través de un cable, y hasta ahora decidí usar una resistencia shunt de 1mOhm para convertirla a voltaje. Como se ve en el siguiente circuito, la fuente de corriente I1 genera pulsos de corriente PWM de amplitud 6A (la frecuencia es 1kHz). La idea es ajustar la corriente por el PWM proveniente de una unidad de usuario.

Pero también quiero regular esta corriente y para eso necesito que el uC detecte la corriente. Hasta ahora se me ocurrió el siguiente circuito, que es un LPF con ganancia:

PorencimadelLPFactivoaquíseasignalacorrientePWMaunvoltajede0a4VCCqueiráaunodelosADCdelmicrocontrolador.

El opamp que uso es un amplificador especial con muy bajo deriva de desplazamiento. En la simulación, solo este opamp funciona. El resto, he intentado, todas las causas causan un desplazamiento significativo en la simulación.

Por cierto, el LPF tiene un corte de 20Hz y está diseñado por la herramienta de diseño de filtros.

Aunque esto funciona en simulación, no estoy contento con esta interfaz. En primer lugar, es SMD y tiene muchas etapas en cascada para soldar.

Así que mi pregunta es:

1-) ¿Existe una forma alternativa más fácil de detectar esta corriente aquí? ¿Como un solo DIP IC que traduce la corriente a voltaje con menos esfuerzo de soldadura? ¿O cualquier otro chip DIP LPF?

2-) ¿Qué tal en lugar de promediar la corriente con un LPF, qué otra forma alternativa podría usarse para enviar la información de la corriente real como voltaje a uC ADC? (Pensé que medir el ciclo de trabajo, pero eso no tenía sentido porque ya conozco el ciclo de trabajo que está codificado para la unidad de control de datos)

Editar:

NopuedosoldarSMD.

Edit2:todoelcircuito(NPNspodríanosernecesario):

BarridoPWMylasalida:

    
pregunta user1234

2 respuestas

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¿Cuánta corriente necesita medir?

Cuando utilice una resistencia tan baja, debe ser consciente de la diferencia entre la simulación y la realización. Para una resistencia de 1 m ohm, necesitaría conexiones kelvin para leer los valores apropiados y asegurarse de que tenga muy poco ruido alrededor.

Busque en el instrumento de texas para medir la corriente en el lado bajo y saldrá de la estantería con la resistencia interna.

Esta es una salida digital: enlace

Este tiene salida analógica con ganancias desde 200mv / a hasta 2V / A enlace

Buscar también maxim, analog, st, etc. Hay muchos productos como este.

Saludos,

    
respondido por el Andrés
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El circuito 2 no es terrible, pero puedes hacer algunos cambios.

1) R6 no es necesario, ya que si Q1 baja por debajo de ~ 0.5 voltios, Q2 se apagará, y cuando Q1 esté apagado, el 10k impulsará la base de Q2.

2) Con una frecuencia PWM de 1 kHz, los controladores de su puerta estarán bien, pero no para frecuencias mucho más altas. Por un lado, su FET tiene una capacitancia de entrada (nominalmente) de 5 nF, y con un r_col de 1k, la constante de tiempo es de aproximadamente 5 usec. Esto no es un problema para el encendido, ya que el Vgs de 1 voltio (th) producirá un encendido rápido, pero habrá un retraso muy grande (aproximadamente 10 usec) para que la señal de apagado tenga efecto. La compuerta tendrá que caer de 12 a 1 voltio, por lo que esto tomará aproximadamente 2 constantes de tiempo. Esto no es un problema a 1 kHz, pero a 100 kHz tendrías problemas reales.

3) Lo más importante es que es mejor mover la resistencia sensorial entre la fuente y el suelo. El voltaje agregado (6 mV) no afectará notablemente la conmutación, pero su posición actual causa grandes oscilaciones de modo común en las entradas del IN118. No solo eso, sino que las entradas irán a 12 voltios, y eso no suele ser algo bueno para un amplificador alimentado por +/- 5 voltios. Por supuesto, el IN118 está protegido a 40 voltios, por lo que no tendrá problemas con este circuito en particular, pero es una mala práctica adquirir el hábito de depender de la protección que puede no estar presente si cambia de amplificador. En otras palabras, su elección de posición no causará mucha dificultad con este circuito en particular, pero estará mejor si desarrolla buenos hábitos de diseño. Además, si su cableado es tal que obtiene picos inductivos al cambiar el calentador, esos picos pueden exceder el límite de 40 voltios. Si bien tiene un diodo de retorno, su arnés de cableado puede tener efectos que no aparecen en su simulación.

4) Utilizar un zener directamente en la salida de un amplificador operacional nunca es una buena idea para limitar el voltaje.

5) Personalmente, sugeriría que use 10 ohms en lugar de 100 para las resistencias de aislamiento de entrada de su fuente de alimentación para el IN118, particularmente si va a mantener ese zener. En el funcionamiento normal, los requisitos actuales son lo suficientemente bajos como para usar 100 ohmios, pero si el Zener intenta limitar en cualquier dirección, obtendrá un aumento de corriente, y esa no es una gran idea con esas resistencias.

6) Si bien ha establecido correctamente una conexión Kelvin desde la resistencia sensorial al amplificador, tenga cuidado con su realización en el hardware, especialmente si está utilizando una herramienta de diseño de PCB con un autoutout. Garantizo que el autorouter se burlará de su conexión.

Entonces, en general, espero que tu circuito funcione bien. Mis sugerencias están en la naturaleza de mejoras en lugar de objeciones importantes.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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