الرسوم البيانية التخطيطية لقياس تيار عدم الاتصال لسلك مستدير. المحولات الحالية هي الحل الصحيح

عند إجراء قياسات في كهرباء السيارات، غالبًا ما يكون من الضروري أخذ مخططات ذبذبات للقيم الحالية. بمعنى آخر، لا تقيس فقط، بل ادرس بالتفصيل. تقليديا، يتم استخدام المحولات أو المقاومات الحالية لهذه الأغراض. ومع ذلك، فإن الأخيرة لها قيود على التردد وتؤثر على الدائرة قيد الدراسة. تم تصميم المستشعر الحالي المعتمد على وحدة تحكم Hall لحل هذه المشكلة.

كل شيء سيكون على ما يرام، ولكن هذه المجسات ليست رخيصة. إذا تمكنت من تجميع هذا الخيار بنفسك، فيمكنك توفير الكثير من المال. لتتمكن من صنع نموذج للإنتاج الخاص بك، يمكنك استخدام العديد من المخططات الفعالة.

711 دائرة رقاقة

انتباه! تم العثور على طريقة بسيطة تمامًا لتقليل استهلاك الوقود! لا تصدقني؟ ميكانيكي سيارات يتمتع بخبرة 15 عامًا لم يصدق ذلك حتى جربه. والآن يوفر 35000 روبل سنويًا على البنزين!

ACS 711 هي نفس الشريحة التي ستجعل من الممكن إنتاج مستشعر تيار أو TD بناءً على مستشعر Hall (مستشعر Hall). سيكون BH لمثل هذا المستشعر حوالي 100 كيلو هرتز، وهو ما سيكون فعالاً للغاية بالنسبة للقياسات.

يحتوي هذا النوع من الشرائح على مخرج مدمج مع مكبر الصوت. وهذا الأخير بدوره، بسبب كفاءته، قادر على زيادة قدرات الدائرة حتى 1 A/V.

أما بالنسبة لإمدادات الطاقة، يتم توفير الجهد إلى مكبر الصوت من خلال استخدام مصدر داخلي من النوع ثنائي القطب. يمكن أن يكون هذا هو البديل NSD10 أو غيره. يتم تشغيل الدائرة الدقيقة نفسها بواسطة مثبت ذو جهد خرج يبلغ 3.3 فولت.

ثبت خيار "الميزانية".

إليك ما عليك القيام به لإجراء هذا الخيار:

  • قطع الأخدود في حلقة الفريت على طول سمك السكن؛
  • مكان MS على الغراء الايبوكسي؛
  • قم بعمل عدد معين من اللفات على الحلقة (يعتمد عدد اللفات على الجهد المحدد)؛
  • وستكون النتيجة نسخة غير تلامسية من المرحل الذي يعمل على أساس كهرومغناطيسي.

دقة تشغيل مثل هذا DT والانتظام مرتفعان جدًا. العيب الوحيد للدائرة هو عدد اللفات المحددة تجريبيا بحتة. في الواقع، لا توجد حسابات من نوع معين في أي مكان. من الضروري تحديد عدد اللفات لنواة معينة.

وقود الديزل الجاهز MLX91206

دائرة تراكمية تستخدم أنحف طبقة من البنية المغناطيسية أو IC. يعمل الأخير كمفتاح للمجال المغناطيسي، وبالتالي يوفر كسبًا عاليًا ويضبط معادلة إشارة الضوضاء. هذا الإصدار من DT أكثر صلة بقياس الثابت AC الجهدما يصل إلى 90 كيلو هرتز مع عزل أومي، والذي يتميز بفقدان إدخال منخفض ووقت استجابة قصير.

بالإضافة إلى ذلك، تشمل المزايا سهولة التجميع وأبعاد جسم الطائرة الصغيرة.

DT MLX91206 هو منظم يلبي حتى الآن الطلب في صناعة السيارات. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام DTs من هذا النوع في مصادر الطاقة الأخرى: للحماية من التحميل الزائد، وفي أنظمة المحركات، وما إلى ذلك.

في معظم الأحيان، يتم استخدام DT على شريحة MLX91206 في الهجين أنظمة السيارات، مثل العاكسون التلقائيون.

ومن المثير للاهتمام أيضًا أن هذا المستشعر مجهز بجودة عالية نظام الحمايةضد الجهد الزائد، مما يسمح باستخدامه كمنظم منفصل مدمج في الكابل.

يعتمد مبدأ تشغيل هذا النوع من المستشعر على تحويل المجال المغناطيسي الناشئ عن التيارات التي تمر عبر الموصل. لا تحتوي الدائرة على حد أعلى لمستوى الجهد المقاس، حيث أن الخرج ومعلماته في هذه الحالة تعتمد على حجم الموصل والمسافة المباشرة من DT.

أما عن الفروق بين هذا النوع من محركات الديزل والمشابهة منها:

  1. سرعة الإخراج التناظرية، وهي أعلى (بمساعدة DAC 12 بت).
  2. توافر التبديل للبرمجة.
  3. حماية موثوقة ضد الجهد الزائد والجهد الزائد.
  4. مخرج PWM بدقة ADC 12 بت.
  5. عرض نطاق ترددي ضخم تبلغ معلماته 90 كيلو هرتز وأكثر من ذلك بكثير.

باختصار، هذا النوع من DT عبارة عن مستشعر مدمج وفعال تم تصنيعه باستخدام تقنية Triasis Hall. يعتبر هذا النوع من التكنولوجيا كلاسيكيًا وتقليديًا، فهو حساس لكثافة التدفق، والتي يتم تطبيقها بشكل موازٍ تمامًا للسطح.

تنقسم القياسات التي يمكن إجراؤها باستخدام جهاز استشعار جاهز مصنوع باستخدام تقنية Triasis Hall إلى قياسات جهد منخفض يصل إلى 2 أمبير، المتوسط ​​الحالي. قيم تصل إلى 30 أمبير وتيارات تصل إلى 600 أمبير (كبيرة).

دعونا نلقي نظرة فاحصة على إمكانيات هذه القياسات.

  • يتم قياس التيارات الصغيرة باستخدام جهاز استشعار عن طريق زيادة معلمات المجال المغناطيسي من خلال ملف حول مولد الديزل. في هذه الحالة، سيتم تحديد حساسية القياس من خلال أبعاد الملف وعدد اللفات.
  • يتم قياس التيارات في نطاق يصل إلى 30 أمبير أو التيارات المتوسطة مع الأخذ في الاعتبار تحمل الجهد وتبديد الطاقة الإجمالي للتتبع. يجب أن يكون الأخير سميكًا وواسعًا جدًا، وإلا فلن يتم تحقيق المعالجة المستمرة للتيار المتوسط.
  • أخيرًا، يتضمن قياس التيارات الكبيرة استخدام آثار نحاسية وسميكة يمكنها دفع الجهد الكهربائي على الجزء الخلفي من لوحة PCB.

DT على تأثير القاعة: نظرة عامة

ما هو تأثير هول؟ وكما هو معروف، فإن هذه الظاهرة مبنية على أنه إذا قمت بوضع أي شبه موصل من النوع المستطيل في مجال مغناطيسي ومرر جهدًا كهربائيًا من خلاله، فمن المؤكد أن قوة كهربائية موجهة بشكل عمودي على المجال المغناطيسي ستنشأ عند حواف المادة .

ولهذا السبب يُطلق على المستشعر المغناطيسي عادةً اسم DH تكريمًا للعالم هول، الذي كان أول من اكتشف هذا التأثير بالذات.

ماذا يعطي هذا التأثير نفسه في كهرباء السيارات؟ انه سهل. عندما يتم تطبيق الجهد على التيار المستمر، ينشأ فرق محتمل عند حواف اللوحة (يوجد أحيانًا داخل التيار المستمر)، ويتم إعطاء قيمة متناسبة مع SMF (قوة المجال المغناطيسي).

وبالتالي، في قطاع السيارات، كان من الممكن استخدام عناصر عدم الاتصال، والتي أثبتت أنها أفضل بكثير في الممارسة العملية من الأجزاء المجهزة بمجموعات الاتصال. كان لا بد من تنظيف هذا الأخير وإصلاحه واستبداله بانتظام.

تتحكم وحدات تحكم المجال DC غير المتصلة بنجاح، على سبيل المثال، في سرعة دوران الأعمدة، وتستخدم على نطاق واسع في أنظمة الإشعال، وتستخدم في أجهزة قياس سرعة الدوران وABS.

يمكن القيام بذلك لقياس التيار في الدوائر الكهربائية المختلفة باستخدام الدائرة الدقيقة AC712. تأثير هول في هذه الحالة له فائدة لا يمكن إنكارها. وبذلك أصبح من الممكن تصنيع حساس أو منظم للتيار الكهربائي في المزرعة المنزلية.

ستسمح لك هذه المستشعرات بقياس قوة ليس فقط التيار المباشر، ولكن أيضًا التيار المتردد، والحصول على القيم بالمللي أمبير.

كقاعدة عامة، تعمل الوحدة ذات الدائرة الدقيقة AC712 بشكل صارم من 5 فولت، ولكنها تسمح لك بقياس الحد الأقصى لمستوى التيار يصل إلى 5 أ. في هذه الحالة، يجب ضبط الجهد ضمن نطاق 2 كيلو واط.

بشكل عام، يتم استخدام DTs في كل مكان في الهندسة الكهربائية لإنشاء الاتصالات. تعليق. اعتمادا على مكان التشغيل المحدد، يتم تصنيف محركات الديزل إلى عدة أنواع. من المعروف أن DTs المقاومة، و DTs للمحولات الحالية، وبالطبع DTs المستندة إلى تأثير Hall.

نحن مهتمون بـ DTs استنادًا إلى تأثير Hall. وتسمى أيضًا منظمات مفتوحة أو أجهزة ذات إشارة خرج جهد. الغرض منها: قياس التناوب والثابت و تيار النبضفي النطاقات من زائد/ناقص 57 إلى زائد/ناقص 950 أمبير عند الصوت. 3 مل.

يتناسب جهد الخرج لـ DT بشكل واضح مع المعلمات الحالية المحسوبة. قيمة الجهد 0 تساوي نصف تيار العرض. وبالتالي، فإن نطاق الإخراج الحالي هو 0.25-0.75 فولت.

من السهل ضبط حساسية DT عن طريق تحويل عدد لفات الموصل الذي تم اختباره حول دائرة الدائرة المغناطيسية للمنظم.

يجب أن يكون جسم DT مصنوعًا من بلاستيك RVT المتين.

البلاستيك PVT هو مادة بلاستيكية يتم إنتاجها عن طريق اللحام الموحد.

أما بالنسبة للوصلات الصلبة لعلبة DT، فهناك 3 منها مخصصة للحام باللوحة.

دائرة خرج DT عبارة عن زوج من الترانزستورات ذات القطبية الحيوية الكاملة. بمعنى آخر، هذا ليس أكثر من جهاز أشباه الموصلات، حيث يتم تشكيل تقاطعين، ويتم نقل الشحنة بواسطة ناقلات ذات قطبين أو، بمعنى آخر، عن طريق الإلكترونات وأشباه الجسيمات.

تعتبر Hall Effect DTs أيضًا من إنتاج أصلي وغير أصلي. تتميز الأجهزة الأولى بتصميم جذاب وموثوق وقادرة على إعطاء أعلى دقة في القراءات. لكن محركات الديزل غير الأصلية لا تملك مثل هذه المعلمات، على الرغم من أنها قادرة أيضا على توفير مزاياها الخاصة. وتشمل هذه الجسم القابل للطي والتكلفة المنخفضة.

انتباه. إذا كان من الممكن تفكيك DT بسهولة عن طريق فك 4 براغي، فهذا ليس جهازًا أصليًا.

من المؤكد أن تفكيك جسم DT الأصلي سيؤدي إلى الفشل، حيث يتم تصنيعها في نسخة مغلقة. بالطبع، يمكنك محاولة الوصول إلى الدواخل، لكن هذا سيؤدي حتما إلى الأعطال. يتم إغلاق جسم هذه الأجهزة من جميع الجوانب، عند جميع المفاصل.

لمقارنة الدواخل الداخلية لمحرك الديزل في المصنع والتجميع اللاحق دائرة محلية الصنعيوصى باستخدام جهاز غير أصلي، كما هو مكتوب أعلاه. على سبيل المثال، فليكن DST-500 الصيني. من السهل التفكيك، يمكن نسخ المخطط بضجة، لأنه بسيط ولا يحتوي على حيل معقدة.

أما بالنسبة للعمل فهو نفسه في جميع أنواع محركات الديزل:

  • يمر موصل الطاقة الحية عبر الدائرة المغناطيسية.
  • يتم تشكيل حقل السيكلوترون.
  • يتدفق التيار من خلال اللف المعادل للدائرة المغناطيسية لتحقيق الاستقرار في المجال ؛
  • يجب أن يكون الجهد المعوض متناسبًا تمامًا مع الجهد الساري. موصل.

بالإضافة إلى ذلك، للتعويض عن الدائرة المغناطيسية للمستشعر، من الضروري قياس حجم وقيم إشارة DT. لهذه الأغراض، يجب قطع ثقب في الدائرة المغناطيسية، من خلاله، في الواقع، يتم إدخال مستشعر Hall. سيتم تعزيز إشارة الجهاز وتزويدها بمصدر طاقة داخلي، والذي يتم دمج خرجه مع ملف تثبيت.

وبالتالي، فإن الهدف الرئيسي لمثل هذه الدائرة هو تمرير جزء من الجهد عبر الملف بحيث يؤثر على المجال المغناطيسي بحيث تقترب القيمة في كسر الدائرة المغناطيسية من 0.

في هذه الحالة، سيتم الحفاظ على دقة كفاءة التناسب في كامل منطقة الجهد المقاس. لقياس تعويض الجهد الدقيق. تستخدم اللفات مقاومًا دقيقًا منخفض المقاومة. سيكون حجم الانخفاض الحالي عبر مثل هذا المقاوم مساوياً لقيمة الجهد في دائرة الطاقة.

يمكن بسهولة صنع DT من هذا النوع بنفسك. إن الحاجة إلى مثل هذه الهيئات التنظيمية تتزايد باستمرار، وكما ذكرنا، فهي ليست رخيصة.

في حالة معينة، يُنصح باستخدام مستشعر Hall محدد غير مؤطر. يمكن تثبيته على شريط ضيق من صفائح الألياف الزجاجية الرقيقة. يجب أن يكون هناك تجويف هبوط تحته، حيث سيتم تثبيته بإحكام شديد على غراء الإيبوكسي.

انتباه. سيتم اعتبار سمك شريط ثنائي الفينيل متعدد الكلور الذي يبلغ 0.8 مم أمرًا طبيعيًا، لأنه سيتناسب مع الفجوة دون احتكاك مفرط بالجدران ودون تأثير التعلق.

DT هو إعداد مرجعي لحساب جهد مصدر الطاقة النابض عالي الجهد. على سبيل المثال، التيار الذي يستهلكه المبدئ أو المولد. وبمساعدة مستشعر Hall، يمكن تحقيق ذلك باستخدام شريحة واحدة فقط.

وأخيرًا، فيديو مثير للاهتمام حول مستشعر التيار المعتمد على مستشعر القاعة

للتحكم في الاستهلاك الحالي، قم بتسجيل حظر المحرك أو إلغاء تنشيط النظام في حالات الطوارئ.

يعمل مع الجهد العاليخطير على الصحة!

قد يؤدي لمس براغي وأطراف التوصيل الطرفية إلى حدوث إصابة. صدمة كهربائية. لا تلمس اللوحة إذا كانت متصلة بشبكة منزلية. بالنسبة للجهاز النهائي، استخدم السكن المعزول.

إذا كنت لا تعرف كيفية توصيل المستشعر بجهاز كهربائي يعمل من شبكة مشتركة 220 فولت أو كانت لديك شكوك، فتوقف: فقد تشعل حريقًا أو تقتل نفسك.

يجب أن تفهم بوضوح مبدأ تشغيل الجهاز ومخاطر العمل بالجهد العالي.

مراجعة الفيديو

الاتصال والإعداد

يتواصل المستشعر مع إلكترونيات التحكم عبر ثلاثة أسلاك. إخراج المستشعر هو إشارة تناظرية. عند الاتصال بـ Arduino أو Iskra JS، يكون من الملائم استخدام Troyka Shield، وبالنسبة لأولئك الذين يريدون التخلص من الأسلاك، فإن Troyka Slot Shield مناسب. على سبيل المثال، لنقم بتوصيل كابل من الوحدة بمجموعة جهات اتصال Troyka Shield المرتبطة بالطرف التناظري A0. يمكنك استخدام أي دبابيس تمثيلية في مشروعك.

أمثلة على العمل

لتسهيل العمل مع المستشعر، قمنا بكتابة مكتبة TroykaCurrent، التي تحول قيم الخرج التناظري للمستشعر إلى مللي أمبير. قم بتنزيله وتثبيته لتكرار التجارب الموضحة أدناه.

قياس التيار المستمر

لقياس التيار المباشرلنقم بتوصيل المستشعر بالدائرة المفتوحة بين شريط LED ومصدر الطاقة. لنخرج القيمة الحالية للتيار المباشر بالمللي أمبير إلى المنفذ التسلسلي.

CurrentDC.ino #include Serial.print("الحالي هو"); Serial.print(sensorCurrent.readCurrentDC()); Serial.println("mA"); تأخير (100)؛ )

قياس التيار المتردد

لقياس التيار المتردد، نقوم بتوصيل المستشعر بالدائرة المفتوحة بين مصدر الجهد المتردد والحمل. دعنا نخرج القيمة الحالية للتيار المتردد بالمللي أمبير إلى المنفذ التسلسلي.

CurrentAC.ino // مكتبة للعمل مع المستشعر الحالي (وحدة Troyka)#يشمل // إنشاء كائن للعمل مع المستشعر الحالي // وقم بتمرير الرقم السري لإشارة الخرجمستشعر ACS712 الحالي (A0) ؛ الإعداد باطل() ( // افتح المنفذ التسلسلي Serial.begin(9600); ) حلقة فارغة() ( // مؤشرات استشعار الإخراج للتيار المباشر Serial.print("الحالي هو"); Serial.print(sensorCurrent.readCurrentAC()); Serial.println("mA"); تأخير (100)؛ )

عناصر المجلس

جهاز الاستشعار ACS712ELCTR-05B

يعتمد مستشعر التيار ACS712ELCTR-05B على تأثير Hall، وجوهره هو كما يلي: إذا تم وضع موصل به تيار في مجال مغناطيسي، يظهر EMF عند حوافه، موجهًا بشكل عمودي على اتجاه التيار والجهد. اتجاه المجال المغناطيسي.
تتكون الدائرة الدقيقة هيكليًا من مستشعر Hall وموصل نحاسي. يخلق التيار المتدفق عبر الموصل النحاسي مجالًا مغناطيسيًا، والذي يتم إدراكه بواسطة عنصر القاعة. يعتمد المجال المغناطيسي خطيًا على القوة الحالية.

يتناسب مستوى جهد الخرج للمستشعر مع التيار المقاس. نطاق القياس من −5 أمبير إلى 5 أمبير. الحساسية - 185 مللي فولت/أمبير. عندما لا يكون هناك تيار الجهد الناتجسيكون مساوياً لنصف جهد الإمداد.

يتم توصيل المستشعر الحالي بالحمل في الدائرة المفتوحة من خلال الكتل اللولبية. لقياس التيار المباشر قم بتوصيل الحساس مع مراعاة اتجاهات التيار وإلا ستحصل على قيم بالإشارة المعاكسة. بالنسبة للتيار المتردد، لا يهم القطبية.

جهات الاتصال لتوصيل حلقة بثلاثة أسلاك

يتم توصيل الوحدة بإلكترونيات التحكم عبر ثلاثة أسلاك. الغرض من الاتصالات حلقة ثلاثة أسلاك:

    الطاقة (V) - سلك أحمر. استنادًا إلى الوثائق، يبلغ مصدر طاقة المستشعر 5 فولت. ونتيجة للاختبار، تعمل الوحدة على 3.3 فولت.

    الأرض (ز) - سلك أسود. يجب أن تكون متصلاً بأرضية المتحكم الدقيق؛

    الإشارة (S) - السلك الأصفر. يتصل بالمدخل التناظري لوحدة التحكم الدقيقة. ومن خلاله تقوم لوحة التحكم بقراءة الإشارة من المستشعر.

قياس تيار مصدر طاقة عالي الجهد؟ أو التيار الذي يستهلكه مشغل السيارة؟ أو التيار من مولد الرياح؟ ويمكن القيام بكل هذا دون تلامس باستخدام شريحة واحدة.

تتخذ Melexis الخطوة التالية في إيجاد حلول خضراء من خلال فتح إمكانيات جديدة لاستشعار التيار غير المتصل في الطاقة المتجددة وتطبيقات المركبات الكهربائية الهجينة (HEV) والمركبات الكهربائية (EV). MLX91206 عبارة عن مستشعر متجانس قابل للبرمجة يعتمد على تقنية Triaxis™ Hall. يتيح MLX91206 للمستخدم إنشاء حلول لمس صغيرة وفعالة من حيث التكلفة مع أوقات استجابة سريعة. تتحكم الشريحة بشكل مباشر في تدفق التيار في موصل خارجي، مثل الحافلة أو المسار الموجود على لوحة الدائرة المطبوعة.

يتكون مستشعر التيار غير المتصل MLX91206 من دائرة متكاملة CMOS Hall مع طبقة رقيقة من البنية المغناطيسية المغناطيسية على سطحها. يتم استخدام طبقة مغناطيسية حديدية متكاملة (IMC) كمكثف تدفق مغناطيسي، مما يوفر كسبًا عاليًا ونسبة إشارة إلى ضوضاء أعلى للمستشعر. يعتبر المستشعر مناسبًا بشكل خاص لقياس التيار المستمر و/أو التيار المتردد حتى 90 كيلو هرتز مع عزل أومي، ويتميز بفقد إدخال منخفض جدًا، ووقت استجابة سريع، وحجم صغير للمبيت وسهولة التجميع.

يلبي MLX91206 الطلب على تطبيقات الإلكترونيات واسعة النطاق في صناعة السيارات، وتحويل الطاقة المتجددة (الشمسية وطاقة الرياح)، وإمدادات الطاقة، والتحكم في المحركات، والحماية من الحمل الزائد.

مجالات الاستخدام:

  • قياس الاستهلاك الحالي في إمدادات طاقة البطارية.
  • محولات الطاقة الشمسية.
  • محولات السيارة في السيارات الهجينةوإلخ.

يتمتع MLX91206 بحماية من الجهد الزائد وحماية من الجهد العكسي ويمكن استخدامه كمستشعر تيار مستقل متصل مباشرة بالكابل.

يقيس MLX91206 التيار عن طريق تحويل المجال المغناطيسي الناتج عن التيارات المتدفقة عبر الموصل إلى جهد يتناسب مع المجال. لا يوجد لدى MLX91206 حد أعلى للمستوى الحالي الذي يمكن قياسه لأن مستوى الإخراج يعتمد على حجم الموصل والمسافة من المستشعر.

السمات المميزة:

  • مستشعر تيار عالي السرعة قابل للبرمجة؛
  • مكثف المجال المغناطيسي يوفر نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية؛
  • الحماية ضد الجهد الزائد والقطبية العكسية.
  • مكونات خالية من الرصاص للحام الخالي من الرصاص، MSL3؛
  • إخراج تناظري سريع (دقة DAC 12 بت)؛
  • مفتاح قابل للبرمجة
  • إخراج ميزان الحرارة.
  • إخراج PWM (دقة ADC 12 بت)؛
  • رقم معرف 17 بت؛
  • تشخيص المسار الخاطئ.
  • وقت الاستجابة السريع.
  • عرض النطاق الترددي الضخم للتيار المستمر - 90 كيلو هرتز.

كيف يعمل المستشعر:

MLX91206هو جهاز استشعار متجانس مصنوع على أساس التكنولوجيا قاعة تريايس®. تعتبر تقنية القاعة المستوية التقليدية حساسة لكثافة التدفق المطبقة بشكل عمودي على سطح IC. يعتبر مستشعر التيار IMC-Hall ® حساسًا لكثافة التدفق المطبقة بالتوازي على سطح IC. ويتم تحقيق ذلك من خلال مكثف مغناطيسي متكامل (IMC-Hall®)، والذي يتم تطبيقه على بلورة CMOS. يمكن استخدام مستشعر التيار IMC-Hall ® في صناعة السيارات. إنه مستشعر تأثير Hall الذي يوفر إشارة خرج تتناسب مع كثافة التدفق المطبقة أفقيًا وبالتالي فهو مناسب لقياس التيار. إنه مثالي كمستشعر تيار مفتوح للتركيب لوحة الدوائر المطبوعة. خاصية النقل الخاصة بـ MLX91206 قابلة للبرمجة (التحيز، الكسب، مستويات التثبيت، وظائف التشخيص...). يمكن اختيار الإخراج بين التناظرية وPWM. يتم استخدام الإخراج التناظري الخطي للتطبيقات التي تتطلب استجابة سريعة (<10 мкс.), в то время как выход ШИМ используется для применения там, где требуется низкая скорость при высокой надежности выходного сигнала.

يقيس التيارات الصغيرة حتى ±2 أ

يمكن قياس التيارات الصغيرة باستخدام MLX91206 عن طريق زيادة المجال المغناطيسي من خلال ملف حول المستشعر. تعتمد حساسية القياس (جهد الخرج مقارنة بتيار الملف) على حجم الملف وعدد اللفات. يمكن الحصول على حساسية إضافية وحساسية منخفضة للمجالات الخارجية عن طريق إضافة درع حول الملف. توفر المكوك عزلًا كهربائيًا عاليًا جدًا، مما يجعل MLX91206 حلاً مناسبًا لإمدادات الطاقة ذات الجهد العالي مع التيارات المنخفضة نسبيًا. يجب تمديد الخرج للحصول على أقصى جهد للتيارات العالية من أجل الحصول على أقصى قدر من الدقة والدقة في القياسات.

رسم بياني 1. الحل الحالي المنخفض.

متوسط ​​التيارات تصل إلى ±30 أ

يمكن قياس التيارات في نطاق يصل إلى 30 أمبير باستخدام أثر واحد على PCB عند توجيه PCB، يجب أن يؤخذ في الاعتبار السماح الحالي وتبديد الطاقة الإجمالي للتتبع. يجب أن تكون الآثار الموجودة على PCB سميكة بدرجة كافية وواسعة بما يكفي للتعامل بشكل مستمر مع متوسط ​​التيار. يمكن تقريب جهد الخرج التفاضلي لهذا التكوين بالمعادلة التالية:

Vout = 35 مللي فولت/ * أنا

بالنسبة لتيار 30 أمبير، سيكون الخرج حوالي 1050 مللي فولت.

الصورة 2. حل لمتوسط ​​القيم الحالية.

قياس تيار عالي يصل إلى ±600 أمبير

هناك طريقة أخرى لقياس التيارات الكبيرة على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وهي استخدام آثار نحاسية سميكة يمكنها حمل التيار على الجانب الآخر من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يجب أن يقع MLX91206 بالقرب من مركز الموصل، ومع ذلك، نظرًا لأن الموصل عريض جدًا، يكون الإخراج أقل حساسية لوضعه على اللوحة. يتمتع هذا التكوين أيضًا بحساسية أقل اعتمادًا على المسافة وعرض الموصل.

تين. 3. حل للقيم الحالية الكبيرة.

حول ميلكسيس

تأسست شركة Melexis منذ أكثر من عشر سنوات، وتقوم بتصميم وتصنيع المنتجات لصناعة السيارات، حيث تقدم مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار المتكاملة ومنتجات ASSP وVLSI. حلول Melexis موثوقة للغاية وتلبي معايير الجودة العالية المطلوبة في تطبيقات السيارات.

محول قياس التيار هو جهاز يمكن أن يحل محل محولات التيار والتحويلات المستخدمة اليوم. يستخدم للتحكم والقياس، وهو حل هندسي ممتاز. تم تصميم الجهاز وفقًا للطرق الحديثة للتنفيذ الفني للمعدات وطرق ضمان تنوع النظام وراحته وموثوقيته. وهذا هو السبب وراء الطلب الكبير على محولات الطاقة التي طورتها الشركة المصنعة الروسية كل عام. إن نطاق التعديلات الممكنة يرضي المستهلكين، حيث يتيح لهم اختيار الحل الأنسب دون دفع مبالغ زائدة.

ما هو المميز في محولات الطاقة الحالية؟

السمة الرئيسية لمحول القياس الحالي هي تنوعه. يمكن توفير التيار المباشر والتيار النبضي والتيار المتردد لإدخال الجهاز. ولجعل هذا التنوع ممكنًا، طور المصنعون جهازًا يعتمد على مبدأ هول. يستخدم المحول دائرة أشباه الموصلات الصغيرة. وبمساعدتها، يتم تحديد حجم واتجاه المجال المغناطيسي للتيار الموفر لمدخل الجهاز. وبالتالي، فإن محول تيار تأثير Hall هو جهاز فريد من نوعه ذو أداء ووظيفة عالية.

الجهاز مصنوع على شكل مبيت به فتحة يتم من خلالها تمرير موصل يحمل التيار. يتم تشغيل الدائرة الإلكترونية للمحول من التيار الكهربائي بجهد تيار مستمر يبلغ 15 فولت. يظهر تيار عند مخرج الجهاز، والذي يتغير في قيمته واتجاهه ووقته بما يتناسب طرديا مع التيار عند الإدخال. في هذه الحالة، يمكن تصنيع محول قياس التيار المعتمد على تأثير Hall ليس فقط بفتحة لإخراج الموصلات الحاملة للتيار، ولكن أيضًا على شكل جهاز مخصص للتركيب في دائرة مفتوحة.

ميزات تصميم محولات القياس الحالية

يتم تصنيع محول قياس التيار غير المتصل بعزل كلفاني بين دائرة التحكم ودائرة الطاقة. يتكون المحول من قلب مغناطيسي، ولف تعويضي، وجهاز هول. عندما يتدفق التيار عبر قضبان الناقل، يتم تحريض الحث في الدائرة المغناطيسية، وينتج جهاز هول جهدًا يتغير مع تغير الحث المستحث. يتم تغذية إشارة الخرج إلى مدخل مكبر الصوت الإلكتروني، ثم تنتقل إلى ملف التعويض. ونتيجة لذلك، يتدفق تيار عبر ملف التعويض، والذي يتناسب طرديًا مع تيار الإدخال، بينما يتكرر شكل التيار الأساسي تمامًا. في الأساس، هو محول التيار والجهد.

محول التيار المتردد غير المتصل

في أغلب الأحيان، يشتري المستهلكون أجهزة استشعار التيار والجهد لشبكات طاقة التيار المتردد ثلاثية الطور. لذلك، قامت الشركات المصنعة بتطوير محولات قياس PIT-___-T خصيصًا بإلكترونيات أبسط، وبالتالي سعر أقل. يمكن أن تعمل الأجهزة في درجات حرارة مختلفة، في نطاق التردد من 20 إلى 10 كيلو هرتز. في الوقت نفسه، لدى المستهلكين الفرصة لتحديد نوع إشارة الإخراج من المحول - الجهد أو التيار. يتم تصنيع محولات قياس التيار غير المتصلة للتركيب على قضيب توصيل دائري أو مسطح. وهذا يوسع بشكل كبير نطاق تطبيق هذه المعدات ويجعلها ذات صلة بإعادة بناء المحطات الفرعية ذات السعات المختلفة.

إحدى أبسط الطرق لقياس التيار في الدائرة الكهربائية هي قياس انخفاض الجهد عبر مقاومة موصلة على التوالي مع الحمل. ولكن عندما يمر التيار عبر هذه المقاومة، يتم إطلاق طاقة غير مجدية على شكل حرارة، وبالتالي يتم اختيارها إلى أدنى قيمة ممكنة، الأمر الذي يستلزم بدوره تضخيمًا لاحقًا للإشارة. تجدر الإشارة إلى أن الدوائر الواردة أدناه تجعل من الممكن التحكم ليس فقط في التيار المباشر، ولكن أيضًا في التيار النبضي، مع التشوهات المقابلة التي يحددها عرض النطاق الترددي لعناصر التضخيم.

قياس التيار في القطب السالب للحمل.

تظهر دائرة قياس تيار الحمل في القطب السالب في الشكل 1.

هذا المخطط وبعض المعلومات مأخوذة من المجلة "المكونات والتقنيات" رقم 10 لعام 2006. ميخائيل بوشكاريف [البريد الإلكتروني محمي]
مزايا:
انخفاض المدخلات الجهد الوضع المشترك.
إشارات الإدخال والإخراج لها أرضية مشتركة؛
سهل التنفيذ بمصدر طاقة واحد.
عيوب:
الحمل ليس له اتصال مباشر مع "الأرض"؛
لا توجد إمكانية لتبديل الحمل بمفتاح في القطب السالب؛
احتمالية عطل دائرة القياس بسبب حدوث ماس كهربائي في الحمل.

قياس التيار في القطب السالب للحمل ليس بالأمر الصعب. العديد من مكبرات الصوت التشغيلية المصممة للعمل بإمدادات مفردة مناسبة لهذا الغرض. تظهر دائرة قياس التيار باستخدام مضخم تشغيلي في الشكل. 1. يتم تحديد اختيار نوع معين من مكبر الصوت من خلال الدقة المطلوبة، والتي تتأثر بشكل أساسي بإزاحة مكبر الصوت الصفرية، وانحراف درجة الحرارة وخطأ ضبط الكسب، والسرعة المطلوبة للدائرة. في بداية المقياس، يعد خطأ تحويل كبير أمرًا لا مفر منه، بسبب القيمة غير الصفرية للحد الأدنى لجهد خرج مكبر الصوت، وهو أمر غير مهم بالنسبة لمعظم التطبيقات العملية. للقضاء على هذا العيب، مطلوب مصدر طاقة مكبر للصوت ثنائي القطب.

قياس التيار في القطب الموجب للحمل


مزايا:
الحمل مؤرض
تم اكتشاف ماس كهربائى في الحمل.
عيوب:
جهد إدخال مرتفع للوضع الشائع (غالبًا ما يكون مرتفعًا جدًا) ؛
الحاجة إلى تحويل إشارة الخرج إلى مستوى مقبول للمعالجة اللاحقة في النظام (الإشارة إلى الأرض).
دعونا نفكر في دوائر قياس التيار في القطب الموجب للحمل باستخدام مكبرات الصوت التشغيلية.

في الرسم البياني في الشكل. 2، يمكنك استخدام أي من مكبرات الصوت التشغيلية المناسبة لجهد الإمداد المسموح به، والمصممة للعمل مع مصدر إمداد فردي والحد الأقصى لجهد الوضع المشترك للإدخال الذي يصل إلى جهد الإمداد، على سبيل المثال AD8603. لا يمكن أن يتجاوز الحد الأقصى لجهد إمداد الدائرة الحد الأقصى لجهد إمداد مكبر الصوت المسموح به.

ولكن هناك مضخمات تشغيلية قادرة على العمل عند جهد دخل مشترك أعلى بكثير من جهد الإمداد. في الدائرة باستخدام مضخم التشغيل LT1637 الموضح في الشكل. 3 ، يمكن أن يصل جهد إمداد الحمل إلى 44 فولت مع جهد إمداد op-amp يبلغ 3 فولت. تعد مكبرات الصوت مثل LTC2053 و LTC6800 من Linear Technology و INA337 من Texas Instruments مناسبة لقياس التيار في القطب الموجب للحمل مع خطأ صغير جدا. هناك أيضًا دوائر دقيقة متخصصة لقياس التيار في القطب الموجب، على سبيل المثال، INA138 وINA168.

INA138 و INA168

- أجهزة مراقبة التيار أحادي القطب ذات الجهد العالي. مجموعة واسعة من الفولتية المدخلة، والاستهلاك الحالي المنخفض والأبعاد الصغيرة - SOT23، تسمح باستخدام هذه الشريحة في العديد من الدوائر. يتراوح جهد مصدر الطاقة من 2.7 فولت إلى 36 فولت لـ INA138 ومن 2.7 فولت إلى 60 فولت لـ INA168. لا يزيد تيار الإدخال عن 25 ميكرو أمبير، مما يسمح لك بقياس انخفاض الجهد عبر التحويلة بأقل قدر من الخطأ. الدوائر الدقيقة عبارة عن محولات للجهد الحالي بمعامل تحويل من 1 إلى 100 أو أكثر. تتمتع حزم INA138 وINA168 في SOT23-5 بنطاق درجة حرارة تشغيل يتراوح من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية.
يتم أخذ مخطط اتصال نموذجي من الوثائق الخاصة بهذه الدوائر الدقيقة ويظهر في الشكل 4.

أوبا454

- مضخم تشغيلي جديد منخفض التكلفة عالي الجهد من شركة Texas Instruments بتيار إخراج يزيد عن 50 مللي أمبير وعرض نطاق 2.5 ميجاهرتز. إحدى المزايا هي الاستقرار العالي لـ OPA454 عند كسب الوحدة.

يتم تنظيم الحماية ضد درجة الحرارة الزائدة والتيار الزائد داخل مكبر الصوت. تعمل الدائرة المتكاملة عبر نطاق واسع من جهد الإمداد من ±5 إلى ±50 فولت أو، في حالة مصدر إمداد فردي، من 10 إلى 100 فولت (بحد أقصى 120 فولت). يحتوي OPA454 على دبوس "علم الحالة" الإضافي - وهو مخرج حالة op-amp مفتوح التصريف - والذي يسمح لك بالعمل مع المنطق على أي مستوى. يتميز مضخم التشغيل عالي الجهد هذا بدقة عالية، ونطاق جهد خرج واسع، ولا توجد مشكلات في انعكاس الطور غالبًا ما تواجه مع مكبرات الصوت البسيطة.
الميزات التقنية لـ OPA454:
نطاق واسع لجهد الإمداد من ±5 فولت (10 فولت) إلى ±50 فولت (100 فولت)
(الحد الأقصى يصل إلى 120 فولت)
الحد الأقصى لتيار الإخراج الكبير> ± 50 مللي أمبير
نطاق واسع من درجات حرارة التشغيل من -40 إلى 85 درجة مئوية (الحد الأقصى من -55 إلى 125 درجة مئوية)
تصميم حزمة SOIC أو HSOP (PowerPADTM)
وترد البيانات الخاصة بالدائرة الدقيقة في "أخبار الإلكترونيات" رقم 7 لعام 2008. سيرجي بيتشوجين

مضخم إشارة التحويل الحالي على ناقل الطاقة الرئيسي.

في ممارسة راديو الهواة، بالنسبة للدوائر التي لا تكون معلماتها صارمة جدًا، تكون مضخمات التشغيل المزدوجة LM358 الرخيصة مناسبة، مما يسمح بالتشغيل بجهد دخل يصل إلى 32 فولت. يوضح الشكل 5 إحدى الدوائر النموذجية العديدة لتوصيل شريحة LM358 كجهاز مراقبة لتيار الحمل. بالمناسبة، لا تحتوي جميع "أوراق البيانات" على مخططات لتشغيلها. في جميع الاحتمالات، كانت هذه الدائرة هي النموذج الأولي للدائرة المقدمة في مجلة الراديو من قبل I. Nechaev والتي ذكرتها في المقال " مؤشر الحد الحالي».
تعتبر الدوائر المحددة ملائمة جدًا للاستخدام في مصادر الطاقة محلية الصنع للمراقبة والقياس عن بعد وقياس تيار الحمل، ولإنشاء دوائر حماية ضد دوائر قصيرة. يمكن أن يكون لمستشعر التيار في هذه الدوائر مقاومة صغيرة جدًا وليس هناك حاجة لضبط هذه المقاومة، كما يحدث في حالة الأميتر التقليدي. على سبيل المثال، الجهد عبر المقاومة R3 في الدائرة في الشكل 5 يساوي: Vo = R3∙R1∙IL / R2 أي. Vo = 1000∙0.1∙1A / 100 = 1V. يتوافق أمبير واحد من التيار المتدفق عبر المستشعر مع انخفاض الجهد بمقدار فولت واحد عبر المقاوم R3. تعتمد قيمة هذه النسبة على قيمة جميع المقاومات الموجودة في دائرة المحول. ويترتب على ذلك أنه من خلال جعل المقاوم R2 أداة تشذيب، يمكنك استخدامه بسهولة للتعويض عن انتشار مقاومة المقاوم R1. وينطبق هذا أيضًا على الدوائر الموضحة في الشكلين 2 و3. في الدائرة الموضحة في الشكل. 4، يمكن تغيير مقاومة المقاوم الحمل RL. لتقليل الانخفاض في جهد الخرج لمصدر الطاقة، من الأفضل عمومًا أخذ مقاومة المستشعر الحالي - المقاوم R1 في الدائرة في الشكل 5 يساوي 0.01 أوم، مع تغيير قيمة المقاوم R2 إلى 10 أوم أو زيادة قيمة المقاوم R3 إلى 10 كيلو أوم.