Датчик тока

Готовый ДТ MLX91206

Кумулятивная схема, где используется тончайший слой ферромагнитоструктуры или ИМС. Последний выступает в качестве коммутатора магнитполя, обеспечивая тем самым, высокое усиление и наладку эквивалентности шумосигнала. Более актуален этот вариант ДТ для измерения постоянно-переменного напряжения до 90 кгц с изоляцией омического свойства, что характеризуется незначительными внедряемыми потерями и малым временем отклика.

Схема включения датчика тока MLX91206

Кроме того, из преимуществ можно выделить простоту сборки и маленькие размеры фюзеляжа.

ДТ MLX91206 – это регулятор, который пока удовлетворяет спрос в автопромышленности. Помимо этого, ДТ этого типа применяется в других источниках питания: для защиты от перегрузки, в двигательных системах и т.д.

Чаще всего ДТ на микросхеме MLX91206 применяется в гибридных автомобильных системах, как автоинверторы.

Интересно и то, что датчик этот оснащен качественной защитной системой от перенапряжения, что позволяет использовать его в качестве отдельного регулятора, интегрированного к кабелю.

Принцип функционирования датчика подобного типа основан на преобразовании магнитполя, возникаемого от токов, проходящих сквозь проводник. Схема не имеет верхнего ограничения измеряемого уровня напряжения, так как выход и его параметры в данном случае зависят от проводникового размера и непосредственной дистанции от ДТ.

Что касается отличий этого типа ДТ от аналогичных:

  1. Скорость аналогового выхода, которая выше (этому способствует ЦАП 12 бит).
  2. Наличие программируемого переключателя.
  3. Надежная защита от переплюсовки и перенапряжения.
  4. Выход ШИМ с разрешением АЦП 12 бит.
  5. Большущая полоса пропускания, параметры которой равны 90 кГц и многое другое.

Одним словом, ДТ этого типа является компактным и эффективным датчиком, изготовленным по технологии Триасис Холл. Технология подобного типа считается классической и традиционной, она чувствительна к плотности потока, который приложен четко параллельно поверхности.

Уникальное решение для измерения больших величин тока

Измерения, которые удается провести с помощью готового датчика, изготовленного по технологии Триасис Холл, делятся на измерения небольшого напряжения до 2 А, тока средн. величины до 30 А и токов до 600 А (больших).

Рассмотрим подробнее возможности этих измерений.

  • Малые токи измеряются с помощью датчика за счет повышения параметров магнитполя через катушку вокруг ДТ. В данном случае чувствительность измерения будет обусловлена габаритами катушки и кол-вами витков.
  • Токи в диапазоне до 30 А или средние токи измеряются с учетом допустимости напряжения и общей рассеиваемости мощности дорожки. Последние обязаны быть довольно толстыми и широкими, иначе непрерывной обработки среднего тока достичь не удастся.
  • Наконец, измерение больших токов – это использование медных и толстых дорожек, способных приводить напряжение на обратной стороне печатной платы.

ДТ на эффекте Холла: общий взгляд

Что такое эффект Холла? Как известно, это явление основано на том, что если поместить в магнитное поле какой-либо полупроводник прямоугольного типа, и пропустить сквозь него напряжение, то на краях материала обязательно возникнет электрическая сила, направленная перпендикулярно магнитному полю.

Именно по этой причине магнитный датчик принято называть ДХ в честь ученого Холла, которому удалось первым раскрыть этот самый эффект.

Датчик Холла

Что дает этот самый эффект в автомобильной электрике? Все просто. Когда к ДХ подносится напряжение, то на краях пластины (она бывает расположена внутри ДХ) возникает разность потенциалов, и дается значение, пропорциональное СМП (силе магнитного поля).

Таким образом, в автомобильной сфере удалось использовать бесконтактные элементы, значительно лучше показавшие себя на практике, чем детали, оснащенные контактными группами. Последние приходилось регулярно чистить, ремонтировать, менять.

Бесконтактные ДХ успешно контролируют, например, скорость вращения валов, широко используются в системах зажигания, применимы в тахометрах и АБС.

Для измерений силы тока в различных электрических цепях с помощью микросхемы АС712 это удается сделать. Эффект Холла в данном случае оказывает неоспоримую помощь. Таким образом, удается изготавливать датчик или регулятор электрического тока на ДХ.

Подобные датчики позволят измерять силу не только постоянного, но и переменного тока, получать значения в млА.

Как измерить ток утечки с помощью датчика тока

Как правило, модуль с микросхемой АС712 функционирует строго от 5В, зато позволяет измерять максимальный уровень тока до 5 А. При этом напряжение должно быть выставлено в пределах значений от 2 квт.

Вообще, ДТ применяются повсеместно в электротехнике для создания коммуникаций обратной связи. В зависимости от конкретного места функционирования, ДТ классифицируются на несколько видов. Известны резистивные ДТ, токово-трансформаторные, ну и конечно, ДТ на эффекте Холла.

Нас интересуют ДТ на эффекте Холла. Они еще называются открытыми регуляторами или приборами с выходным сигналом по напряжению. Предназначение их: бесконтактным способом измерять переменный, постоянный и импульсный ток в диапазонах от плюс/минус 57 до плюс/минус 950 Ампер при в.о. 3 млс.

Датчик тока в схеме электромобиля

Выходное напряжение ДТ бывает четко соизмерно вычисляемым параметрам тока. 0-е значение напряжения равняется половинной величине тока питания. Тем самым, диапазон выхода тока составляет 0,25-0,75 В.

Настройку чувствительности ДТ легко провести методом трансформации числа витков тестируемого проводника по кругу магнитопровода регулятора.

Корпус ДТ обязан быть устроен из прочного РВТ пластика.

РВТ пластик – это пластиковый материал, получаемый посредством однородного сваривания.

Что касается жестких выводов корпуса ДТ, то их бывает 3. Предназначены они для пайки на плату.

Цепь выхода ДТ – пара комплектарно-биополярных транзисторов. Другими словами, это не что иное, как полупроводниковый прибор, в котором сформировано два перехода, а перенос заряда осуществляется носителями 2-х полярностей или иначе – электронами и квазичастицами.

ДТ на эффекте Холла бывают также оригинального и неоригинального производства. Первые выделяются привлекательным дизайном, надежны и способны давать высочайшую точность показаний. А вот ДТ неоригинального производства таких параметров не имеют, хотя тоже способны предоставить свои преимущества. К ним относится разборный корпус и низкая стоимость.

Внимание. Если ДТ легко разбирается путем вывинчивания 4-х винтиков, то перед вами не оригинальный прибор.

Разборка корпуса оригинального ДТ обязательно приведет к неудаче, так как они изготовлены в закрытом варианте. Конечно, можно постараться и добраться до внутренностей, однако это обязательно приводит к поломкам. Корпус таких приборов запаян со всех сторон, по всем стыкам.

Для сравнения внутренностей заводского ДТ и последующего собирания самодельной схемы рекомендуется воспользоваться, как и было написано выше, неоригинальным устройством. Например, пусть это будет китайский ДСТ-500. Он легко разбирается, схема срисовывается на ура, так как она простая, не содержит сложных заковырок.

Что касается функционирования, то она одинакова во всех типах ДТ:

  • силовой проводник под напряжением идет через магнитопровод;
  • образуется циклотронное поле;
  • ток идет по выравнивающей обмотке магнитопровода, чтобы стабилизировать поле;
  • компенсируемое напряжение должно быть ровно пропорционально напряжению в сил. проводнике.

Помимо этого, для компенсирования магнитпровода датчика, требуется измерять величинные и знаковые значения ДТ. Для этих целей в магнитопроводе следует прорезать отверстие, через которое, собственно говоря, и вставляется датчик Холла. Сигнал прибора будет форсироваться, снабжать мощностный эндотрон, выход которого интегрирован со стабилизирующей обмоткой.

Высокоточный датчик тока

Данным образом, основной целью подобной схемы станет пропуск такой доли напряжения сквозь обмотку, которая бы воздействовала на магнитное поле так, чтобы в разрыве магнитопровода значение приближалось к 0.

В целой зоне измеряемого напряжения при этом сохранится ювелирная точность КПД соизмеримости. Для измерения точного напряжения компенс. обмотки используется низкоомный резистор-прецизион. Величина падения тока на таком резисторе будет равна значению напряжения в силовой цепи.

ДТ подобного типа можно легко изготовить своими силами. Потребность в таких регуляторах постоянно растет, стоят они, как и говорилось, недешево.

Датчик Холла в конкретном случае желательно использовать специфический, бескорпусный. Установить его можно на узкую полоску тонкого фольго-стеклотекстолита. Под ним должно быть предусмотрено посадочное углубление, где он будет посажен на эпоксидный клей очень плотно.

Внимание. Толщина полоски текстолита в 0,8 мм будет считаться нормальной, так как зайдет в зазор без излишнего трения о стенки и без эффекта болтания.

ДТ — эталонная установка для вычисления напряжения высоковольтажного пульсара питания. Например, ток, потребляемый стартером или генератором. И с помощью датчика Холла осуществить это удается, используя всего лишь одну микросхему.

Напоследок интересное видео про датчик тока на основе датчика холла

Устал платить за штрафы? Выход есть!

Забудьте о штрафах с камер! Абсолютно легальная новинка — Глушилка камер ГИБДД, скрывает ваши номера от камер, которые стоят по всем городам.

  • Абсолютно легально (статья 12.2);
  • Скрывает от фото-видеофиксации;
  • Подходит для всех автомобилей;
  • Работает через разъем прикуривателя;
  • Не вызывает помех в радиоприемнике и сотовых телефонах.

Измерить ток высоковольтного источника питания? Или ток, потребляемый стартером автомобиля? Или ток с ветрогенератора? Все это можно сделать бесконтактно с помощью одной микросхемы.

Melexis делает следующий шаг в создании экологичных решений, открывая новые возможности для бесконтактного измерения тока в приложениях возобновляемых источников энергии, гибридных электромобилей (HEV) и электромобилей (EV). MLX91206 является программируемым монолитным датчиком, основанным на технологии Triaxis™ Hall. MLX91206 позволяет пользователю построить небольшие экономичные сенсорные решения с малым временем отклика. Чип непосредственно контролирует ток, протекающий во внешнем проводнике, например, шине или дорожке печатной платы.

Бесконтактный датчик тока MLX91206 состоит из КМОП интегральной схемы Холла с тонким слоем ферромагнитной структуры на его поверхности. Интегрированный ферромагнитный слой (IMC) используется в качестве концентратора магнитного потока, обеспечивая его высокое усиление и более высокое отношение сигнал-шум датчика. Датчик особенно подходит для измерения постоянного и/ или переменного тока до 90 кГц с омической изоляцией, характеризуется очень малыми вносимыми потерями, малым временем отклика, небольшим размером корпуса и простотой сборки.

MLX91206 удовлетворяет спрос на широкое использование электроники в автомобильной промышленности, возобновляемых источниках преобразования энергии (солнечная и ветряная), источниках питания, управления двигателем и защите от перегрузки.

Области применения:

  • измерение потребляемого тока в батарейном питании;
  • преобразователи солнечной энергии;
  • автомобильные инверторы в гибридных автомобилях и др.

MLX91206 имеет защиту от перенапряжения и защиту от обратного напряжения и может быть использован в качестве автономного датчика тока, подключенного напрямую к кабелю.
MLX91206 измеряет ток путем преобразования магнитного поля, создаваемого протекающими через проводник токами, в напряжение, которое пропорционально полю. MLX91206 не имеет верхнего предела измеряемого уровня тока, потому что выходной уровень зависит от размера проводника и расстояния от датчика.

Отличительные особенности:

  • программируемый высокоскоростной датчик тока;
  • концентратор магнитного поля, обеспечивающий высокое отношение сигнал/ шум;
  • защита от перенапряжения и переполюсовки;
  • бессвинцовые компоненты для бессвинцовой пайки, MSL3;
  • быстрый аналоговый выход (разрешение ЦАП 12 бит);
  • программируемый переключатель;
  • выход термометра;
  • ШИМ выход (разрешение АЦП 12 бит);
  • 17-битный номер ID;
  • диагностика неисправной дорожки;
  • быстрое время отклика;
  • огромная полоса пропускания DC – 90 кГц.

Как датчик работает:

MLX91206 представляет собой монолитный датчик, выполненный на базе технологии Triais® Hall. Традиционная планарная Hall технология чувствительна к плотности потока, приложенного перпендикулярно к поверхности ИС. Датчик тока IMC-Hall® чувствителен к плотности потока, приложенного параллельно поверхности IC. Это достигается за счет интегрированного магнитного концентратора (IMC-Hall®), который наносится на CMOS кристалл. Датчик тока IMC-Hall® может применяться в автомобильной промышленности. Он представляет собой датчик Холла, обеспечивающий выходной сигнал, пропорциональный плотности потока, приложенного по горизонтали, и поэтому подходит для измерения тока. Он идеально подойдет в качестве открытой петли датчика тока для монтажа на печатной плате. Передаточная характеристика MLX91206 является программируемой (смещение, усиление, зажимные уровни, диагностические функции…). Выход выбирается между аналоговым и ШИМ. Линейный аналоговый выход используется для приложений, требующих быстрого отклика (<10 мкс.), в то время как выход ШИМ используется для применения там, где требуется низкая скорость при высокой надежности выходного сигнала.

Измерение небольших токов до ±2 A

Небольшие токи могут быть измерены с помощью MLX91206 за счет увеличения магнитного поля через катушку вокруг датчика. Чувствительность (выходное напряжение по сравнению с током в катушке) измерения будет зависеть от размера катушки и числа витков. Дополнительная чувствительность и снижение чувствительности к внешним полям можно получить, добавив экран вокруг катушки. Бобина обеспечивает очень высокую диэлектрическую изоляцию, делая MLX91206 подходящим решением для высоковольтных источников питания с относительными малыми токами. Выход должен быть расширен, чтобы получить максимальное напряжение для больших токов с целью получения максимальной точности и разрешения при измерениях.

Рис.1. Решение для низкого тока.

Средние токи до ±30 A

С помощью одного проводника, расположенного на печатной плате, могут быть измерены токи в диапазоне до 30 А. При трассировке печатной платы необходимо учитывать допустимый ток и общую рассеиваемую мощность дорожки. Дорожки на печатной плате должны быть достаточно толстыми и достаточно широкими, чтобы непрерывно обрабатывать средний ток. Дифференциальное выходное напряжение для этой конфигурации может быть аппроксимировано следующим уравнением:

Vout = 35 мВ/ * I

Для тока 30 А, на выходе будет примерно 1050 мВ.

Рис.2. Решение для средних величин тока.

Измерение больших токов до ±600 A

Другим методом измерения больших токов на печатных платах является использование толстых медных дорожек, способных проводить ток на противоположной стороне печатной платы. MLX91206 должны быть расположены близко к центру проводника, однако, так как проводник очень широкий, выход менее чувствителен к расположению на плате. Эта конфигурация также имеет меньшую чувствительность в зависимости от расстояния и ширины проводника.

Рис.3. Решение для больших величин тока.

О компании melexis

Созданная более десяти лет, компания Melexis разрабатывает и производит продукцию для автомобильной промышленности, предлагая множество интегральных датчиков, ASSPs и СБИС. Решения Melexis чрезвычайно надежны и отвечают высоким стандартам качества, необходимым в автомобильных применениях.

Датчики холла

  • Акустические компоненты
    • Динамики
    • Звонки
    • Телефонные капсюли
    • Микрофоны
    • Пьезоизлучатели
    • Тональные вызывные устройства
    • Электромагнитные излучатели
  • Антенны
    • GPS антенны
    • GSM антенны
    • WiFi антенны
    • Телескопические антенны
    • Чип антенны
  • Вентиляторы
    • Вентиляторы ac
    • Вентиляторы dc
    • Решетки для вентиляторов
  • Датчики
    • Бесконтактные датчики
    • Датчики давления
    • Датчики движения
    • Датчики парковки
    • Датчики потока воды
    • Датчики температуры
    • Датчики угла
    • Датчики холла
  • Диоды
    • Быстровосстанавливающиеся диоды
    • Варикапы
    • Выпрямительные диоды
    • Высоковольтные диоды
    • Высокочастотные переключающие диоды
    • Высокоэффективные диоды
    • Диодные модули
    • Диодные мосты
    • Диодные сборки
    • Диодные столбы
    • Низковольтные диоды
    • Диоды шоттки
    • Защитные диоды
    • Свч диоды
    • Силовые диоды
    • Стабилитроны
    • Супербыстродействующие диоды
    • Ультрабыстродействующие диоды
    • Фотодиоды
  • Измерительные приборы
    • Аксессуары
    • Весы
    • Вольтметры лабораторные
    • Измерители сопротивления заземления
    • Измерители rlc
    • Измерители искажений
    • Измерители освещенности
    • Измерители температуры
    • Измерители уровня звука
    • Индикаторы сети (пробники)
    • Кабель-тестеры
    • Клещи токоизмерительные
    • Манометры
    • Мегаомметры
    • Микроскопы
    • Миливольтметры
    • Мультиметры
    • Осциллографы
    • Тахометры
    • Тестеры световых приборов

  • Инструмент
    • Антистатика
    • Граверы, бормашины
    • Для зачистки и обрезки кабеля
    • Измерительный инструмент
    • Инструмент врубной
    • Клеевые пистолеты
    • Наборы инструментов
    • Надфили
    • Обжимной инструмент
    • Оптические приспособления
    • Отвертки
    • Отсосы припоя
    • Паяльники
    • Паяльные принадлежности
    • Пинцеты
    • Плоскогубцы
    • Резьбонарезной инструмент
    • Тиски, струбцины, зажимы
    • Ящики для инструмента
  • Источники питания
    • Автономные источники питания
    • Аккумуляторные батареи
    • Батарейки
    • Блоки питания для ноутбуков
    • Блоки питания для светодиодов
    • Драйверы для светодиодов
    • Зарядные устройства
    • Импульсные блоки питания
    • Инверторы
    • Трансформаторные блоки питания
    • Усилители постоянного тока
  • Кабельная продукция
    • Hdmi, dvi шнуры
    • Акустический кабель
    • Аудио, видео шнуры
    • Витая пара
    • Коаксиальный кабель
    • Шнуры компьютерные
    • Межплатные кабели питания
    • Оптический кабель и шнуры
    • Провод монтажный
    • Сетевые шнуры
    • Соединительные авто шнуры
    • Телефонный кабель
    • Шлейф
    • Высокочастотные шнуры
    • Шнуры для мобильных устройств
  • Кабельные аксессуары
    • Кабельный бандаж
    • Кабельные стяжки
    • Маркеры на кабель
    • Сдвижные вкладыши
    • Скобы для крепления кабеля
    • Фиксаторы для кабеля
  • Клеммники
    • Клеммники (wago)
    • Клеммники (аналог wago)
    • Барьерные клеммники
    • Клеммники нажимные
    • Клеммники разрывные
    • Клеммные колодки
    • Клеммные колодки на динрейку
    • Монтажные платы
    • Соединительные платы
    • Терминальные блоки
    • Шины
  • Клеммы
    • Клеммы автомобильные
    • Зажимы (крокодилы)
    • Зажимы ответвительные
    • Изоляторы для клемм
    • Клеммы винтовые
    • Клеммы ножевые изолированные
    • Клеммы ножевые на плату
    • Клеммы ножевые неизолированные
    • Клеммы тип *b* изолированные
    • Клеммы тип *b* неизолированные
    • Клеммы тип *i* изолированные
    • Клеммы тип *i* неизолированные
    • Клеммы тип *o* изолированные
    • Клеммы тип *o* неизолированные
    • Клеммы тип *u* изолированные
    • Клеммы тип *u* неизолированные
    • Клеммы флажковые
    • Лепестки
    • Наконечники на кабель
    • Скотчлоки
    • Соединители проводов встык
    • Соединители проводов закрытые
  • Коммутация
    • Dip переключатели
    • Вакуумные выключатели
    • Галетные переключатели
    • Герконы
    • Движковые переключатели
    • Клавишные переключатели
    • Ключ — выключатель
    • Кнопки gmsi
    • Антивандальные кнопки
    • Кнопочные переключатели
    • Кнопочные посты
    • Колпачки для кнопок
    • Микропереключатели
    • Микротумблеры
    • Миниатюрные кнопки
    • Пакетные выключатели
    • Переключатели
    • Поворотные переключатели
    • Поплавковые выключатели
    • Путевые выключатели
    • Тактовые кнопки
    • Тактовые кнопки пылевлагозащищенные
    • Тумблеры
  • Конденсаторы
    • Высоковольтные конденсаторы
    • Ионисторы
    • Керамические конденсаторы
    • Конденсаторы для крм
    • Комбинированные конденсаторы
    • Проходные конденсаторы
    • Конденсаторы прочие
    • Конденсаторы: к73-11 (cl-20)
    • Конденсаторы: к73-9 (cl-11)
    • Конденсаторы: к78-2 (cbb-81)
    • Металлобумажные конденсаторы
    • Конденсаторы металлопленочные
    • Конденсаторы переменной емкости
    • Подстроечные конденсаторы
    • Полиэтилентерефталатные конденсаторы
    • Пусковые конденсаторы
    • Танталовые конденсаторы
    • Чип конденсаторы
    • Танталовые ЧИП конденсаторы
    • Чип электролиты
    • Конденсаторы электролитические
  • Крановое оборудование
    • Электромагниты
  • Микросхемы
    • Аналоговые фильтры
    • Ацп
    • Генераторы
    • Датчики, сенсоры
    • Драйверы
    • Защита линии
    • Интеграторы
    • Компараторы
    • Конверторы, инверторы
    • Контроллеры
    • Линии задержки
    • Микросхемы данных
    • Микросхемы интерфейсов
    • Микросхемы общего назначения
    • Микросхемы памяти
    • Микросхемы питания
    • Прочие микросхемы
    • Модемы
    • Мультимедийные преобразователи
    • Мультиплексоры
    • Операционные усилители
    • Отечественные микросхемы
    • Панельки для микросхем
    • Переключатели, коммутаторы
    • Преобразователи э.в.
    • Программируемая логика
    • Процессоры, контроллеры
    • Синтезаторы
    • Специальные микросхемы
    • Стандартная логика
    • Таймеры
    • Телеком
    • Трансиверы
    • Усилители
    • Микросхемы цап
    • Цифровые микросхемы R и C
  • Оптоэлектронные приборы
    • Оптопары
    • Оптореле
    • Оптотиристоры
    • Оптотранзисторы
  • Освещение и индикация
    • Автомобильное освещение
    • Автономное освещение
    • Антивандальные индикаторы
    • Коммутаторные лампы (скл)
    • Лазерные модули
    • Лампочки накаливания в корпусе
    • Лампочки неоновые в корпусе
    • Галогеновые лампы
    • Лампы накаливания
    • Неоновые лампы
    • Светодиодные лампы
    • Энергосберегающие лампы
    • Люстры, бра, светильники
    • Галогеновые прожекторы
    • Прожекторы светодиодные
    • USB светильники
    • Встраиваемые светильники
    • Накладные светильники
    • Светоарматура
    • Световые табло
    • Светодиодная лента
    • Светодиодные модули подсветки
    • Светодиоды
    • Светодиоды SMD
    • Светодиоды в корпусе
    • Мощные светодиоды
    • Цифровые индикаторы
    • Шинные системы освещения
  • Разное
    • Разное
  • Разъемы
    • Разъемы 2РМ, 2РМГ, 2РМТ, РМГ, ОНЦ-РГ
    • Разъемы 4РТ
    • Разъемы Centronics
    • Разъемы D-SUB
    • D-sub переходники
    • Разъемы DIN
    • Разъемы HDMI, DVI
    • Разъемы IDC
    • Разъемы IEEE
    • Разъемы RCA
    • Разъемы RJ
    • Разъемы SATA
    • Разъемы SCART
    • Разъемы SCSI
    • Разъемы USB
    • Авт. соединители
    • Аудио разъемы
    • Быстроразъемные разъемы
    • Высокочастотные разъемы
    • Герметичные разъемы
    • Гнёзда под сверхплоский кабель
    • Разъемы ГРПМ, ГРПМШ
    • Держатели SIM карт и карт памяти
    • Заглушки для разъемов
    • Изолирующие колпачки
    • Корпуса к разъемам d-sub
    • Модули KEYSTONE JACK
    • Разъемы МР1
    • Разъемы МРН
    • Разъемы ОНП
    • Разъемы ОНЦ-БС, ОНЦ-БМ
    • Оптические соединители
    • Переходные разъемы
    • Разъемы Р
    • Разное
    • Разъемы для rc моделей
    • Разъемы микрофонные XLR
    • Разъемы питания
    • Разъемы питания низковольтные
    • Разъемы питания штырьковые
    • Разъемы РБМ
    • Разъемы РБН
    • Разъемы РГ1Н, РШ2Н
    • Разъемы РП10
    • Разъемы РП14
    • Разъемы РП15
    • Разъемы РПКМ
    • Разъемы РПМ, РПММ
    • Разъемы РПС
    • Разъемы РРС
    • Разъемы РС
    • Разъемы РШ, РГ
    • Разъемы РША
    • Силовые разъемы
    • Разъемы СНП, СНО
    • Разъемы СНЦ
    • Цилиндрические малогабаритные разъемы
    • Разъемы ШР,СШР,2РТ,2РТТ
    • Штекеры, гнезда, клеммы
    • Штыри и гнезда для плат 1.27мм
    • Штыри и гнезда для плат 2.00мм
    • Штыри и гнезда для плат 2.54мм
  • Расходные материалы
    • Изолента
    • Клеевые стержни
    • Припой
    • Силиконовые трубки
    • Текстолит
    • Теплопроводящие подложки
    • Термопаста
    • Термоусадочные трубки
    • Клеевые термоусадочные трубки
  • Резисторы
    • Мощные постоянные резисторы
    • Подстроечные резисторы
    • Постоянные резисторы до 2 вт
    • Потенциометры
    • Резисторные сборки
    • Терморезисторы
    • Фоторезисторы
    • Чип резисторы
  • Резонаторы и фильтры
    • Кварцевые резонаторы
    • Сетевые фильтры
  • Реле
    • Катушки к контакторам
    • Колодки для реле
    • Контакторы
    • Пускатели
    • Реле времени
    • Реле давления
    • Реле контроля фаз
    • Реле тока
    • Твердотельные реле
    • Тепловые реле
    • Электромагнитные реле
  • Складское оборудование
    • Кассетницы
    • Упаковочные материалы
    • Ячейки наборные
    • Ящики
  • Счетчики
    • Счетчики вращения
    • Счетчики гейгера
    • Счетчики импульсов
    • Механические счетчики
    • Счетчики моточасов
    • Ручные счетчики
    • Счетчики энергии
  • Тиристоры
    • Динисторы
    • Тиристорные модули
    • Низковольтные тиристоры
    • Силовые тиристоры
    • Фототиристоры
  • Транзисторы
    • Модули транзисторной логики
    • Свч транзисторы
    • Транзисторы разные
    • Фототранзисторы
  • Трансформаторы и дроссели
    • Блоки трансформаторов
    • Дроссели
    • Катушки индуктивности
    • Латры
    • Малогабаритные дроссели
    • Понижающие трансформаторы
    • Трансформаторы 400гц
    • Трансформаторы 50гц
    • Согласующие трансформаторы

  • Установочные изделия
    • Амортизаторы
    • Батарейные отсеки
    • Втулки под транзисторы
    • Втулки проходные
    • Держатели предохранителей
    • Держатели светодиодов
    • Дин-рейки
    • Заглушки для кабельных вводов
    • Изоляторы
    • Кабельные вводы
    • Каркасы для катушек
    • Коробки распределительные
    • Корпуса для рэа
    • Крепеж
    • Кронштейны для видеокамер
    • Макетные платы
    • Модули пельтье
    • Ножки приборные
    • Охладители
    • Пистоны монтажные
    • Ручки приборные
    • Стойки для печатных плат
    • Токоотводы
  • Устройства защиты
    • Автоматические выключатели
    • Варисторы
    • Предохранители
    • Разрядники
    • Самовосстанавливающиеся предохранители
    • Термоавтоматы
    • Термопредохранители
    • Термостаты
    • Чип предохранители
  • Ферритовые изделия и магниты
    • Магниты
    • Ферриты
    • Фильтры ферритовые на провод
  • Щитовые приборы
    • Ваттметры, частотомеры и другое
    • Приборы переменного тока
    • Приборы постоянного тока
    • Трансформаторы тока
    • Цифровые приборы переменного тока
    • Цифровые приборы постоянного тока
    • Цифровые тахометры
    • Шунты
    • Шунты лабораторные
  • Электровакуумные приборы
    • Видиконы
    • Газоразрядные стабилитроны
    • Газотроны
    • Генераторные лампы
    • Вакуумно-люминесцентные индикаторы
    • Индикаторы тлеющего разряда
    • Кенотроны
    • Клистроны
    • Лампы бегущей волны
    • Дуговые ртутные лампы
    • Магнетроны
    • Механотроны
    • Панельки для радиоламп
    • Радиолампы
    • Свч модули
    • Тиратрон
    • Фотоэлектронные умножители
    • Эвп (разные)
    • Электронно-лучевые трубки
  • Электродвигатели
    • Двигатели генераторы
    • Реверсивные двигатели
    • Сельсины
    • Тахогенераторы
    • Фазовращатели
    • Шаговые двигатели
    • Щетки для электродвигателей
    • Электродвигатели ac
    • Электродвигатели dc
  • Электронные устройства
    • Usb разветвители и адаптеры
    • Wifi адаптеры
    • Подставки под ноутбуки
    • Цап-ы (dac)
    • Электронные зажигалки
    • Электронные модули

Думаю, что многим интересно узнать, как же устроены датчики тока на эффекте Холла. И не только узнать, но и увидеть, как они выглядят внутри.
Эти датчики делятся на два вида: импортные, и не импортные.
Импортные хороши красивым дизайном, высокой точностью, надежностью. У не импортных только два преимущества. Первое — это разборный корпус. Выкручиваем всего четыре винтика, и все внутренности перед нами. Это счастье для любопытных, которым интересно заглядывать во все дырки. И счастье для тех, кто должен ремонтировать такой датчик.
А второе преимущество — это цена, которая в разы ниже, чем у импортных. На этом список преимуществ таких датчиков заканчивается. Список недостатков длиннее, но о них — потом.
В общем, все попытки разобрать корпус импортных датчиков закончились неудачей. Без поломки это невозможно. У одного датчика корпус полностью запаян, по всем стыкам. У второго датчика половинки корпуса оказались на защелках. Но их очень много, по две на каждую сторону, и очень неудобно к ним подобраться. Причем все эти защелки, со всех сторон, надо отогнуть одновременно, иначе не откроется. Это занятие — не для слабонервных! Пришлось придумывать разные хитрые приспособы. В результате получилось некое ежикоподобное устройство, которым все же удалось отогнуть все защелки одновременно! Но тут оказалось, что я недооценил буржуев. Им показалось, что одних защелок недостаточно, и они вдобавок капитально проклеили стык половинок корпуса в зоне отверстия для кабеля. Там гильза плотно входит в гильзу. И они это соединение полностью проклеили. Блин…
Поэтому пришлось ограничиться не импортным датчиком ДСТ-500.
Разобрал, срисовал расположение деталей и дорожки, нарисовал схему, сделал фотки. Все это во вложении.
Схема оказалась на удивление простая. Даже китайцы не смогли бы упростить ее.
Устройство и принцип работы одинаковы для всех датчиков такого типа.
Силовой проводник с током пропускается сквозь кольцевой магнитопровод. Вокруг проводника с током возникает магнитное поле. На магнитопровод намотана компенсирующая обмотка. По этой обмотке пропускается такой ток, который полностью компенсирует магнитное поле силового проводника. Компенсирующий ток пропорционален току в силовом проводнике. Коэффициент пропорциональности подобен коэффициенту трансформации, и равен отношению количества витков компенсирующей обмотки (вторичная обмотка), к количеству витков силового проводника (первичная обмотка). Обычно компенсирующая обмотка содержит большое количество витков: 500…10000.
Количество витков силового проводника чаще всего равно единице, особенно для больших токов в сотни ампер. Для измерения маленьких токов, единицы и десятки ампер, для повышения чувствительности иногда пропускают сквозь датчик более одного витка.
Чтобы компенсировать магнитное поле в магнитопроводе датчика, необходимо измерять его величину и знак. Для этого в магнитопроводе делается поперечная прорезь, в которую вставляется датчик Холла. Сигнал этого датчика усиливается, и подается на усилитель мощности, выход которого нагружен на компенсирующую обмотку. Задача этой схемы — пропустить через обмотку такой ток, при котором напряженность магнитного поля в разрыве магнитопровода станет равной нулю.
При этом сохраняется очень высокая точность коэффициента пропорциональности, во всем диапазоне измеряемых токов. Чтобы измерить ток компенсирующей обмотки, последовательно с ней подключается низкоомный прецизионный резистор. По величине падения напряжения на этом резисторе можно судить о величине тока в силовой цепи.
Ладно, я пока займусь работой. Продолжу позже.
……………………………
Важный момент. Когда я создавал эту тему, то не ставил целью написать наукообразную статью, с азбучными истинами. Такого добра в инете и так хватает. Основной целью было — показать на примере промышленного изделия, что такой датчик тока имеет достаточно простое устройство, и его несложно изготовить даже в домашних условиях. А потребность в таких датчиках растет. Сейчас любой желающий запросто может или купить, или сделать сам, сварочный инвертор постоянного тока. И для контроля величины тока, или контроля формы тока необходим описываемый датчик. Промышленные образцы таких датчиков довольно дорогие, их цена сопоставима с ценой самого инвертора, а зачастую и в разы выше. Да и клещи постоянного тока хорошо кусаются ценами. Хотя в точности значительно уступают датчикам, которые здесь описываются.
В общем, в этой теме я постараюсь основной упор делать на конструктивных особенностях этих датчиков, на особенностях схемы, и на остальном, что может влиять на успех при домашнем изготовлении датчика тока.
П.С. Кстати, касаемо размеров зазора, и самого датчика Холла. Датчик Холла специфический. Он бескорпусный, и смонтирован на узкой полоске тонкого фольгированного стеклотекстолита. Под него в текстолите сделано посадочное углубление, в котором он плотно посажен на эпоксидку, заподлицо с поверхностью. Толщина этой полоски текстолита — 0,8мм. Полоска входит в зазор без трения о стенки, но и не болтается. Из этого можно сделать вывод, что толщина зазора — порядка 0,9…1мм.
А вот ссылка на страничку изготовителя этого датчика тока:
http://www.chezara.com/cont/prod/sensors/dit/dst500.php
……..продолжение следует…………

Работа с датчиками тока на эффекте Холла: ACS758

Всем привет!
Пожалуй, стоит представиться немного — я обычный инженер-схемотехник, который интересуется также программированием и некоторыми другими областями электроники: ЦОС, ПЛИС, радиосвязь и некоторые другие. В последнее время с головой погрузился в SDR-приемники. Первую свою статью (надеюсь, не последнюю) я сначала хотел посвятить какой-то более серьезной теме, но для многих она станет лишь чтивом и не принесет пользы. Поэтому тема выбрана узкоспециализированная и исключительно прикладная. Также хочу отметить, что, наверное, все статьи и вопросы в них будут рассматриваться больше со стороны схемотехника, а не программиста или кого-либо еще. Ну что же — поехали!
Не так давно у меня заказывали проектирование «Система мониторинга энергоснабжения жилого дома», заказчик занимается строительством загородных домов, так что кто-то из вас, возможно, даже уже видел мое устройство. Данный девайс измерял токи потребления на каждой вводной фазе и напряжение, попутно пересылая данные по радиоканалу уже установленной системе «Умный дом» + умел вырубать пускатель на вводе в дом. Но разговор сегодня пойдет не о нем, а о его небольшой, но очень важной составляющей — датчике тока. И как вы уже поняли из названия статьи, это будут «бесконтактные» датчики тока от компании Allegro — ACS758-100.
________________________________________________________________________________________________________________________
Даташит, на датчик о котором я буду рассказывать, можно посмотреть . Как несложно догадаться, цифра «100» в конце маркировки — это предельный ток, который датчик может измерить. Скажу честно — есть у меня сомнения по этому поводу, мне кажется, выводы просто не выдержат 200А долговременно, хотя для измерения пускового тока вполне подойдет. В моем устройстве датчик на 100А без проблем пропускает через себя постоянно не менее 35А + бывают пики потребления до 60А.

Рисунок 1 — Внешний вид датчика ACS758-100(50/200)
Перед тем, как перейду к основной части статьи, я предлагаю вам ознакомиться с двумя источниками. Если у вас есть базовые знания по электронике, то они будут избыточными и смело пропускайте этот абзац. Остальным же советую пробежаться для общего развития и понимания:
1) Эффект Холла. Явление и принцип работы
2) Современные датчики тока
________________________________________________________________________________________________________________________
Ну что же, начнем с самого важного, а именно с маркировки. Покупаю комплектующие в 90% случаев на www.digikey.com. В Россию компоненты приезжают через 5-6 дней, на сайте есть пожалуй все, также очень удобный параметрический поиск и документация. Так что полный список датчиков семейства можно посмотреть там по запросу «ACS758». Датчики мои были куплены там же — ACS758LCB-100B.
Внутри даташита по маркировке все расписано, но я все равно обращу внимание на ключевой момент «100В»:
1) 100 — это предел измерения в амперах, то есть мой датчик умеет измерять до 100А;
2) «В» — вот на эту букву стоит обратить внимание особо, вместо нее может быть также буква «U». Датчик с буквой B умеет измерять переменный ток, а соответственно и постоянный. Датчик с буквой U умеет измерять только постоянный ток.
Также в начале даташита есть отличная табличка на данную тему:

Рисунок 2 — Типы датчиков тока семейства ACS758

Также одной из важнейших причин использования подобного датчика стала — гальваническая развязка. Силовые выводы 4 и 5 не связаны электрически с выводами 1,2,3. В данном датчике связь лишь в виде наведенного поля.
Еще в данной таблицы появился еще один важный параметр — зависимости выходного напряжения от тока. Прелесть данного типа датчиков в том, что у них выход напряжения, а не тока как у классических трансформаторов тока, что очень удобно. Например, выход датчика можно подсоединить напрямую ко входу АЦП микроконтроллера и снимать показания.
У моего датчика данное значение равно 20 мВ/А. Это означает, что при протекании тока 1А через выводы 4-5 датчика напряжение на его выходе увеличится на 20 мВ. Думаю логика ясна.
Следующий момент, какое же напряжение будет на выходе? Учитывая, что питание «человеческое», то есть однополярное, то при измерение переменного тока должна быть «точка отсчета». В данном датчике эта точка отсчета равна 1/2 питания (Vcc). Такое решение часто бывает и это удобно. При протекании тока в одну сторону на выходе будет «1/2 Vcc + I*0.02V», в другом полупериоде, когда ток протекает в обратную сторону напряжение на выходе будет уже «1/2 Vcc — I*0.02V». На выходе мы получаем синусоиду, где «ноль» это 1/2Vcc. Если же мы измеряем постоянный ток, то на выходе у нас будет «1/2 Vcc + I*0.02V», потом при обработке данных на АЦП просто вычитаем постоянную составляющую 1/2 Vcc и работаем с истинными данными, то есть с остатком I*0.02V.
Теперь пришло время проверить на практике то, что я описал выше, а вернее вычитал в даташите. Чтобы поработать с датчиком и проверить его возможности, я соорудил вот такой «мини-стенд»:

Рисунок 3 — Площадка для тестирования датчика тока
Первым делом я решил подать на датчик питание и измерить его выход, чтобы убедиться в том, что за «ноль» у него принято 1/2 Vcc. Схему подключения можно взять в даташите, я же, желая лишь ознакомиться, не стал тратить время и лепить фильтрующий конденсатор по питанию + RC цепочку ФНЧ на выводе Vout. В реальном же устройстве без них никуда! Получил в итоге такую картинку:

Рисунок 4 — Результат измерения «нуля»
При подаче питания 5В с моей платки STM32VL-Discovery я увидел вот такие результаты — 2.38В. Первый же вопрос, который возник: «Почему 2,38, а не описанные в даташите 2.5?» Вопрос отпал практически мгновенно — измерил я шину питания на отладке, а там 4.76-4.77В. А дело все в том, что питание идет с USB, там уже 5В, после USB стоит линейный стабилизатор LM7805, а это явно не LDO с 40 мВ падением. Вот на нем это 250 мВ примерно и падают. Ну да ладно, это не критично, главное знать, что «ноль» это 2.38В. Именно эту константу я буду вычитать при обработке данных с АЦП.
А теперь проведем первое измерение, пока лишь с помощью осциллографа. Измерять буду ток КЗ моего регулируемого блока питания, он равен 3.06А. Это и встроенный амперметр показывает и флюка такой же результат дала. Ну что же, подключаем выходы БП к ногам 4 и 5 датчика (на фото у меня витуха брошена) и смотрим, что получилось:


Рисунок 5 — Измерение тока короткого замыкания БП
Как мы видим, напряжение на Vout увеличилось с 2.38В до 2.44В. Если посмотреть на зависимость выше, то у нас должно было получиться 2.38В + 3.06А*0.02В/А, что соответствует значению 2.44В. Результат соответствует ожиданиям, при токе 3А мы получили прибавку к «нулю» равную 60 мВ. Вывод — датчик работает, можно уже работать с ним с помощью МК.
Теперь необходимо подключить датчик тока с одному из выводов АЦП на микроконтроллере STM32F100RBT6. Сам камушек очень посредственный, системная частота всего 24 МГц, но данная платка у меня пережила очень много и зарекомендовала себя. Владею ею уже, наверное, лет 5, ибо была получена нахаляву во времена, когда ST их раздавали направо и налево.
Сначала по привычке я хотел после датчика поставить ОУ с коэф. усиления «1», но, глянув на структурную схему, понял, что он внутри уже стоит. Единственное стоит учесть, что при максимальном токе выходное питание будет равно питанию датчика Vcc, то есть около 5В, а STM умеет измерять от 0 до 3.3В, так что необходимо в таком случае поставить делитель напряжения резистивный, например, 1:1,5 или 1:2. У меня же ток мизерный, поэтому пренебрегу пока этим моментом. Выглядит мое тестовое устройство примерно так:
Рисунок 6 — Собираем наш «амперметр»
Также для визуализации результатов прикрутил китайский дисплей на контроллере ILI9341, благо валялся под рукой, а руки до него никак не доходили. Чтобы написать для него полноценную библиотеку, убил пару часов и чашку кофе, благо даташит на удивление оказался информативным, что редкость для поделок сыновей Джеки Чана.
Теперь необходимо написать функцию для измерения Vout с помощью АЦП микроконтроллера. Рассказывать подробно не буду, по STM32 уже и так море информации и уроков. Так что просто смотрим:
uint16_t get_adc_value() { ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while(ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET); return ADC_GetConversionValue(ADC1); }
Далее, чтобы получить результаты измерения АЦП в исполняемом коде основного тела или прерывания, надо прописать следующее:
data_adc = get_adc_value();
Предварительно объявив переменную data_adc:
extern uint16_t data_adc;
В итоге мы получаем переменную data_adc, которая принимает значение от 0 до 4095, т.к. АЦП в STM32 идет 12 битный. Далее нам необходимо превратить полученный результат «в попугаях» в более привычный для нас вид, то есть в амперы. Поэтому необходимо для начала посчитать цену деления. После стабилизатора на шине 3.3В у меня осциллограф показал 3.17В, не стал разбираться, с чем это связано. Поэтому, разделив 3.17В на 4095, мы получим значение 0.000774В — это и есть цена деления. То есть получив с АЦП результат, например, 2711 я просто домножу его на 0.000774В и получу 2.09В.
В нашей же задачи напряжение лишь «посредник», его нам еще необходимо перевести в амперы. Для этого нам надо вычесть из результата 2.38В, а остаток поделить на 0.02 . Получилась вот такая формула:
float I_out = ((((float)data_adc * presc)-2.38)/0.02);
Ну что же, пора залить прошивку в микроконтроллер и посмотреть результаты:
Рисунок 7 — Результаты измерения данных с датчика и их обработка
Измерил собственное потребление схемы как видно 230 мА. Измерив тоже самое поверенной флюкой, оказалось, что потребление 201 мА. Ну что же — точность в один знак после запятой это уже очень круто. Объясню, почему… Диапазон измеряемого тока 0..100А, то есть точность до 1А это 1%, а точность до десятых ампера это уже 0,1%! И прошу заметить, это без каких либо схемотехнических решений. Я даже поленился повесить фильтрующие кондеры по питанию.
Теперь необходимо замерить ток короткого замыкания (КЗ) моего источника питания. Выкручиваю ручку на максимум и получаю следующую картину:
Рисунок 8 — Измерения тока КЗ
Ну и собственно показания на самом источнике с его родным амперметром:
Рисунок 9 — Значение на шкале БП
На самом деле там показывало 3.09А, но пока я фотографировал, витуха нагрелась, и ее сопротивление выросло, а ток, соответственно, упал, но это не так страшно.
В заключение даже и не знаю, чего сказать. Надеюсь, моя статья хоть как-то поможет начинающим радиолюбителям в их нелегком пути. Возможно, кому-то понравится моя форма изложения материала, тогда могу продолжить периодически писать о работе с различными компонентами. Свои пожелания по тематике можно высказать в комментариях, я постараюсь учесть.
Ну и конечно же прилагаю исходники программки, глядишь, кому понадобится библиотека для работы с дисплеем или АЦП. Сам проект в Keil 5.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *