česky english Vítejte, dnes je pondělí 15. červenec 2024

Bezpečně do cíle, ale i při měření s novými snímači proudu Allegro

DPS 3/2023 | Články
Autor: Ing. Jan Robenek
01.jpg

Osmý březen má každý spojený s něčím úplně jiným. Dokonce i v mezinárodním měřítku. Tak třeba společnost Allegro MicroSystems v tento den oznámila dostupnost vzorků integrovaných obvodů ACS37601. Drobná součástka má sice jen čtyři vývody, napájení, zem, výstup VOUT a negovaný FAULT, nicméně oč útlejší provedení nabízí, o to širší pole působnosti při měření proudu nakonec pokrývá. Vedle spínaných zdrojů napájení, DC/DC obvodů, invertorů nebo solárních systémů v obecné průmyslové sféře to budou především automobily a jejich systémy BMS používané při monitorování baterií, PDU (Power Distribution Unit), měniče, chytré pojistky, bloky pro detekci nadproudů nebo i střídače tvořící nedílnou část vysokonapěťových pohonů moderních elektrovozidel.

S jádrem C, poplatně ASIL C

Vývojáři zde rozhodně nemají jednoduchou pozici. Možná už jen proto, že musí se svými návrhy vyhovět vysokým bezpečnostním požadavkům, pokud jde o definice ASIL (Automotive Safety Integrity Level). A právě zde vstupuje do hry společnost Allegro MicroSystems a její obvody ACS37601 pro měření proudu s nálepkou „ASIL C“. Vnitřní struktura, která jinak staví na tradičním Hallově jevu, zde řeší otázky spojené s nadměrnými průtoky, přehřátím, ale i samočinnými testy. Výrobce vše navrhl tak, aby při dosahování vysoké míry přesnosti, včetně rozlišení, neohrozil ani dostupnou šířku pásma. Pro aplikace s přesahem více než 200 A se tak má ve své třídě jednat o nejpřesnější senzor proudu Allegro [1].


Obr. 1 Novinky z dílny Allegro MicroSystems nesou označení ACS37601. Půjde o nejpřesnější lineárně řešené obvody ASIL C sloužící ke snímání proudu s využitím příslušného jádra, nabízející rychlou detekci nadproudů, ale i přehřátí, včetně šířky pásma 240 kHz nebo možností dalšího přizpůsobení [1]

Integrované snímače ACS37601 spolupracují s jádrem typu C, kde se také stávají prvním senzorem proudu vyhovujícím z pohledu ASIL C, který se může poplatně teplotnímu rozsahu očekávanému v automobilovém průmyslu pochlubit odchylkami popsanými ±0,8 % či méně než ±5 mV, budemeli zkoumat jeho citlivost, resp. offset zatěžující výstupní napětí zesilovače. Ve srovnání s dřívějšími prvky se výrobci rovněž podařilo snížit rušení o 30 %. K tomu si samozřejmě přičtěte provozní šířku pásma od stejnosměrné oblasti až do 240 kHz, včetně svižné odezvy popsané dvěma mikrosekundami. Aby se pak mohli vývojáři ve spojení s mikroprocesory vyhnout dalším součástkám, lze zmíněná čidla napájet z 5 V nebo i 3,3 V.

Pro nové standardy bezpečnosti, ale i účinnosti

Aktuálně nabízené vzorky obvodů ACS37601 nemusí zbytečně vyčnívat, vždyť jejich tloušťka v pouzdrech typu SIP, tedy „single in-line package“ s označením KT dosahuje pouhého jednoho milimetru. Flexibilita zmíněného řešení se pak bude pojit rovněž se všemi čtyřmi vývody, které mohou být přímé (s kódovým označením TN), stejně jako tvarované (tady jako TH), takže lze uvažovat o povrchové montáži prvku společně s vysokou odolností vůči mechanickým vibracím.

U svých lineárních obvodů, které v době psaní článku ještě nebyly v sériové výrobě, společnost Allegro MicroSystems počítá s továrně definovanou citlivostí buď 0,5 mV/G, definovatelnou jinak dále až do 0,86 mV/G, nebo též výchozím nastavením citlivosti 1 mV/G, zatímco tady již bude přípustných 0,83 až 1,44 mV/G. Teplota TA zůstává pokaždé stejná, tedy –40 až +150 °C [2].


Obr. 2 K principu činnosti novinek nabízených pro potřeby automobilového průmyslu aktuálně formou vzorků. Systém v provedení typu SIP se čtyřmi vývody počítá z pohledu dalšího zpracování s napájením ze zdroje 5 V, resp. 3,3 V [2]

robenek@dps-az.cz