Měření proudu s obvody ACS? Velké průtoky i v malém těle

Díky součástkám od firmy Allegro bude měření proudu nejen bezpečné, ale zabere i méně místa. Poděkujte novým senzorům a jejich kompaktnímu a také odolnému provedení.

Opět hustota výkonu

Ve společnosti Allegro MicroSystems začátkem roku představili dva nové snímače, sloužící k přesnému měření proudu, integrované obvody ACS37030MY společně s dalšími prvky ACS37220MZ. Výrobce odkazuje na snížený vlastní odpor interního vodiče, vysokou provozní šířku pásma nebo též spolehlivou činnost, a to nejen ve spotřebních záležitostech, ale také průmyslových systémech nebo dokonce náročném automobilovém prostředí. V porovnání se stávajícími pouzdry o šestnácti vývodech lze nyní při uvážení ještě lepšího oddělení dosáhnout řešení, které bude poplatně přístupu „wide-body“ menší hned o čtyřicet procent. K tomu si dále přičtěte snížené výkonové ztráty, garantované klesajícím odporem trasy. A zkratka ACS v názvu obou součástek? Nic složitého, zkrátka jen „Allegro Current Sensor“.

Pokud jde o struktury ACS37030MY, máme aktuálně co do činění s plně integrovanými proudovými čidly, vyznačujícími se nejrychlejší odezvou ve své třídě, takže mohou např. s výhodou posloužit při ochraně silových součástek se širokým zakázaným pásem na bázi nitridu galia (GaN). Jak jsme již uvedli, obvody budou měřit proud, tekoucí na vstupu primárním vodičem. Následně již ale musíme rozlišovat dvě různé interní trasy. Prvek, vystavěný na Hallově jevu, výrobce u první z nich použije k vytěžení informací o stejnosměrných nebo též nízkofrekvenčních průtocích. Druhá trasa s indukční cívkou se pak pro změnu odvíjí od sledování vysokofrekvenčních signálů. Výstupy budou po příslušném zpracování a také průchodu jednotlivými filtry konečně sečteny a přivedeny na vývod VOUT, který tak umí v rámci jediné součástky zprostředkovat měření v docela širokém pásmu kmitočtů. Díky charakteru cívky se nám kromě toho s rostoucími frekvencemi zvyšuje též odstup užitečného signálu od šumu (SNR) a minimalizuje rušení, pozorované na straně výstupu. S inovativními pouzdry navíc vývojáři obdrží produkt, který je oproti stávajícím řešením nejen pětkrát rychlejší, ale ještě k tomu o 40 % menší. Pokud však nebudou požadavky, kladené na izolaci, zase tak vysoké, máme rovněž k dispozici obvody ACS37030 s pouzdry, navrženými ve stylu „narrow-body“.

Podobná situace nastane i v případě zcela integrovaných senzorů proudu ACS37220MZ od firmy Allegro MicroSystems, nyní viz také schéma zapojení a blokový diagram, vystupujících coby nástupce oblíbené rodiny součástek ACS724/5. Výrobce pro čidla, stavějící na Hallově jevu, opět slibuje nejen drobnější fyzické provedení, ale také nižší odpor vedení. Z pohledu šířky pásma obdržíme záběr až do 150 kHz, nicméně výstup Fault, který výrobce ve zprávě dále zmiňuje, jsme dohledali pouze u vyhotovení typu QFN se sedmi vývody (EZ). Naší koncovkou „MZ“ se bude každopádně myslet šestivývodové provedení drobných pouzder typu SOIC se sloučenými dvojicemi vývodů pro IP+ a IP-. Vnitřní odpor dosahuje pouhých 800 μΩ a ve výsledku zde může protékat až 60 A. Proud se přitom snímá rozdílově, prostřednictvím dvou destiček, takže lze potlačovat vliv souhlasných polí a optimalizovat vlastnosti, vykazované za přítomnosti vnějšího rušení. Systém s posílenou izolací bude kalibrovaný již na výrobní lince. Po jejím opuštění pak očekává napájecí napětí 5 V nebo též 3,3 V a teploty až do +150 °C (AEC-Q100, třída 0).

Odkazy:

[1] https://www.allegromicro.com/en/about-allegro/newsroom/press-releases/2024/acs37030my-acs37220mz