Medición de corriente de alto ancho de banda

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Necesitamos medir + -50Amps de corriente (PWM) en una PCB. Necesitamos que la medición esté aislada, así que pensé en utilizar un ACS758 , y enviar su salida a un ADC. Sin embargo, este sensor de efecto Hall está "limitado" a un ancho de banda de 120 KHz y, en nuestra aplicación, necesitamos unos 200 KHz de ancho de banda.

Supongo que otra opción es usar una resistencia de derivación y un amplificador operacional que alimente un ADC. Aparte de un problema de aislamiento, a 50Amps, suponiendo un valor de resistencia en derivación de incluso 1mhms, eso es 2.5Watts disipados en la resistencia pobre. Solo otra cosa para refrescarse en el tablero.

¿Cuáles son otras soluciones posibles, si las hay?

    
pregunta SomethingBetter

4 respuestas

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Esto comenzó como un comentario pero se convirtió en una respuesta.

Resumen: trataría de caracterizar ese IC en la aplicación actual, posiblemente con el consejo de Allegro. Es una solución hermosa y le resultaría difícil mejorarla si pudiera descubrir cómo convivir con el problema del ancho de banda. [No tengo ninguna relación con Allegro aparte de haber sido un cliente satisfecho ocasional en muy pequeña escala].

La gente "estaría bien recomendada" para consultar la hoja de datos de Allegro ACS758  antes de comentar

Allegro es muy competente y esto es extremadamente real; solución. En la práctica, es probable que sea una solución muy seria tener que competir contra cosas como la caída de pistas de PCB. La ruta calibrada [tm] \ $ 100 \ mu \ Omega \ $ y la detección aislada, los parámetros recortados de fábrica y los tiempos de subida formalmente especificados no se compararán de manera trivial con los 'bits de la pista de cobre' y un amplificador operacional. Es posible que existan mejores soluciones, pero no son linajes, a menos que la única línea sea un número de pieza.

Aquí está la gama Allegros de Sensores de alta corriente

Tenga en cuenta que el ACS758 está en la parte superior del rango tanto para el ancho de banda actual como para el actual.

La hoja de datos especifica el ancho de banda como \ $ \ frac {1} {3 \ veces T_ {aumento}} \ $ y \ $ T_ {aumento} \ $ es típico. El rendimiento está en el orden del derecho más bien marginal. Dada la excelente naturaleza de la parte, echaría un vistazo muy de cerca a cómo se comporta el dispositivo a la frecuencia deseada. Sin duda habrá "roll off", pero cuánto. ¿Es algo así como un solo polo, que puede ser felizmente usado una octava o incluso dos de corte teórico por encima, o es una respuesta de 8 polos de caja de coches para dejar de usar otra cosa? Yo sospecharía más lo primero que lo segundo.

Si estuviera haciendo esto y quisiera una libertad ilimitada de maniobra, en verdad comenzaría con una solución de caída de voltaje resistiva. Pero no me sorprendería si la persecución fuera larga y dura. Para cualquier tipo de precisión a lo largo de la temperatura, probablemente querría usar un complemento en la derivación resistiva, y algo de la magnitud de Allegros \ $ 100 \ mu \ Omega \ $ shunt parece correcto. (\ $ 50A \ times 100 \ mu \ Omega = 5 mV \ $ drop. \ $ (50A) ^ 2 \ times 100 \ mu \ Omega = 250 mW \ $ pérdida. Tenga en cuenta que a \ $ 1 m \ Omega \ $ shunt toma 2.5W y un \ $ 1 \ Omega \ $ shunt toma \ $ 25W \ $. Incluso \ $ 2.5W \ $ puede considerarse "intrusivo" dependiendo del voltaje del sistema.

\ $ 5 mV \ $ caída de escala completa = \ $ 20 \ mu V \ $ por bit a 8 bits. No es "duro", pero los voltajes de compensación se vuelven importantes. Pero con los dispositivos PWMing 50A cerca, el uso de una solución externa que haya abordado tales problemas parece más atractivo que a veces. A $ US7 en 1 y la mitad que en 1000, el ACS758 parece un buen comienzo.

    
respondido por el Russell McMahon
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Esta aplicación suena perfecta para un transductor de corriente LEM, busqué un buen ejemplo en su sitio web.

Sin embargo, un poco más caro, pero son buenos. En esta corriente, no usaría una resistencia de derivación, y también pensaría dos veces en hacer correr tanta corriente a través de cobre PCB para trazas largas.

    
respondido por el BullBoyShoes
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Creo que la forma más sencilla es medir la resistencia de la PCB entre dos puntos precisos, y luego jugar alrededor de la caída de tensión. Tal vez no sea un cielo, pero al menos no es intrusivo.

    
respondido por el Mario Vernari
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He tenido éxito con el uso de patrones de tierra de cobre cortos. Amplié la derivación terrestre a un nivel utilizable en un ADC. Fue útil a 80 A durante unos 30 ms y el máximo registrado fue 1KA a 50 µs. Si estás manejando el PWM en una PCB de todos modos, solo toca una sección de tu patrón terrestre y amplíalo según corresponda.

    
respondido por el SteveR

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