电流检测方法介绍
一、 串电阻检测
优点:电路结构清晰,成本低,实时性好,精度较高;
缺点:温漂较大,无隔离效果,量程较大时,需要分多个挡来处理结果,容易受GND地的干扰;
总结:一般的产品都可以用该方案解决。实际调试过程中,信号容易受地线干扰,通过PCB合理的布局跟软件的滤波处理,能解决干扰的问题。另外,当电流量程较大时,需要做两级甚至两级以上的处理(原因:采样电阻小,小电流的时候,信号很难采集到;采样电阻增大大时,大电流的时候超过运放的电压)
二、 电流互感器检测
电磁式电流互感器优点:结构简单可靠,寿命较长,便于维护。价格较低。
电磁式电流互感器缺点:重量大。不能用于高频检测。精度较低。
三、 其他检测方式(这里不做详细介绍)
AVAGO的光耦隔离放大器。 TI的电容式隔离放大器
ADI的西格玛德尔塔式隔离放大器。
四、 基于霍尔感应原理的电流检测专用芯片(ACS712为例讲解)
1)命名说明:ACS712ELCTR-20A-T为例
A :Allegro
CS :current sensor 712 :part number
E 温度等级, Allegro温度等级常用
的 S(-20~85) E(-40~85) K(-40~125) L(-40~150)
LC :封装
TR :包装,TR为卷带盘装 20A :量程
T :符合环保要求
2)ACS712主要特点
? 80KHZ带宽
? 总输出误差为1.5%
? 采用小型贴片SOIC8封装 ? 1.2mΩ内部电阻
? 左侧大电流引脚(PIN1-4)与右侧低电压引脚(PIN5-8)最小绝
缘电压为2100V ? 5V单电压工作 ? 出厂时精准校准
? 该器件不可应用于汽车领域
3)原理与应用领域
原理与简介:该芯完全基于霍尔感应的原理设计,由一个精确的低偏移
线性霍尔传感器电路与位于接近IC表面的铜箔组成(如下图所示),电流流过铜箔时,产生一个磁场, 霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号,经过内部的放大、滤波、斩波与修正电路,输出一个电压信号,该信号从芯片的第七脚输出,直接反应出流经铜箔电流的大小。ACS712根据尾缀的不一样,量程分为三个规格:±5A、±20A、±30A 。输入与输出在量程范围内为良好的线性关系,其系数Sensitivity分别为,185 mV/A、100 mV/A、66mV/A。因为斩波电路的原因,其输出将加载于0.5*Vcc上。ACS712的Vcc电源一般建议采用5V。输出与输入的关系为
Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。一般输出的电压信号介于0.5V—4.5V之间。
典型的应用:电机领域,载荷检测和管理,开关电源领域,和各种电子产品
过电流故障保护。
4)性能特点:
5)输入电流与输出电压对应曲线及计算公式:
a. ACS712ELCTR-05B电流电压对应关系如下图,Ip=0A即没有输入电流的时
候,对应输出电压为2.5V.精确度为185mV/A即为图中斜线的斜率。取VCC=5V,计算公式为:
Vout = 2.5 + 0.185*Ip
b. ACS712ELCTR-20A电流电压对应关系如下图,精确度为100mV/A即为图中斜
线的斜率。取VCC=5V,计算公式为:
Vout = 2.5 + 0.1*Ip
b. ACS712ELCTR-30A电流电压对应关系如下图,精确度为66mV/A即为图中斜
线的斜率。取VCC=5V,计算公式为:
Vout = 2.5 + 0.066*Ip
6)更多典型应用: