Problemas con la detección de corriente de lado alto con comparador de 12 V y lógica

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Estoy diseñando un sistema con protección de circuito usando detección de corriente de lado alto. La corriente de corte esperada está en el rango de 1 a 3 amperios. La corriente detectada es de 12 V, por lo que he diseñado un circuito que automáticamente apaga un transistor de potencia cuando se detecta un exceso de corriente. Para evitar tener que uso cambiadores de voltaje Estoy usando compuertas lógicas de la serie 4000 que funcionan a la misma 12V Suministro que hacen la detección y el apagado. Mi problema es que la mayoría de los comparadores no puede operar con sus entradas cerca del voltaje de su carril superior (es decir, de potencia) y deben ser llevados a sus rangos lineales para hacer comparaciones con precisión. Aquellos que sí parecen ser caros y mi tablero necesita tener 14 de estos automáticos. Circuitos de cierre en el tablero. Pero por su naturaleza, medios de detección de corriente lateral alta que los voltajes que serán monitoreados son pequeñas fracciones de voltios por debajo del Tensión del carril superior. Dado que el comparador debe funcionar con, por ejemplo, 1,5 V por encima de la medida voltaje ~ 12V, entonces se debe suministrar una potencia de al menos 13.5V. Asi que parece este podría ser un caso en el que se requiera algún tipo de generador de voltaje de estado sólido. Soy consciente de que los transceptores RS232 pueden generar los voltajes más altos necesarios para la línea salida y entrada de línea de detección usando un dispositivo en chip (llamado bomba de carga). ¿Alguien sabe de un dispositivo tan discreto para crear un voltaje mayor que el suministro en una cantidad conocida para que lo utilicen otros dispositivos a bordo? Sería similar a un regulador LDO, excepto que produce un voltaje por encima del suministro.

Otro problema que veo es que, si el comparador está funcionando a un voltaje mayor que la lógica entonces las compuertas lógicas de la serie 4000 podrían experimentar entradas que son más altas que sus fuentes de alimentación. Una posible solución a este problema es ejecutar todos La lógica a la tensión más alta también. Soy reacio a usar una corriente de mayor valor resistencia de detección para bajar los voltajes de detección al rango lineal de un comparador ya que los haría quemar mucha más energía, así como reducir el voltaje que es Disponible para conducir la carga que se está controlando.

Cualquier consejo o percepción es apreciada.

    
pregunta Paul McKneely

2 respuestas

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Si tiene unos pocos cientos de mV de señal y no le importa un mA adicional o más en cada salida (o 100uA si usa partes más caras), podría usar partes TL431 para nivelar la señal en el modo común distancia. Si la precisión del TL431 es del 1%, es un error máximo de 24.95V mV, por lo tanto, si su límite actual es de 250 mV, el error máximo debido al LM431 es +/- 10%. No es genial, pero tal vez lo suficientemente bueno.

O cree un riel de 12V-5V con un regulador 7905 o una referencia de derivación. Luego use un comparador de entrada RR, como un MCP6564 (aproximadamente 25 centavos / canal) de una fuente de 5V (+12 a +7) y use un MOSFET de canal P y una resistencia desplegable para obtener una salida compatible con CMOS.

O abandone y use un amplificador de corriente / cambio de nivel hecho a medida.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Hay un par de opciones que puedes explorar.

1) Use amplificadores operacionales que incluyan Vcc dentro de su rango de modo común de entrada como comparadores. Por ejemplo, las piezas TL07x / 08x funcionarán bien con ambas entradas situadas en el riel de suministro (+).

2) Use un chip convertidor de voltaje a corriente del lado alto, como el ZXCT1008. Este es un chip de 3 terminales que toma un pequeño voltaje a través de una resistencia de detección de corriente en el riel (+) y lo convierte en una corriente con referencia a tierra. Es decir: una pequeña tensión caída a través de la resistencia de detección de corriente del lado alto se convierte en una corriente proporcional a esa tensión. Esa corriente luego se convierte nuevamente a un voltaje en una resistencia que está conectada entre ese nodo y tierra.

Luego haga todas sus comparaciones con referencia al riel 0V.

    
respondido por el Dwayne Reid

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