P O D Z E S P O A
Y
Klasyczne metody pomiaru
prÄ…dÛw w urzÄ…dzeniach
elektronicznych wymagały
dotychczas stosowania rÛÅ‚nego
Sprytne małe...
UkÅ‚ady do pomiaru natÍÅ‚enia prÄ…-
rodzaju ìchwytÛwî, ktÛre nie
du pierwsza wprowadziła na rynek
firma Maxim, oferując swoim odbior- zawsze dawały dobre efekty,
com dwa układy: MAX471 (kilkakrot-
a czÍsto powodowaÅ‚y znacznÄ…
nie stosowany w projektach EP)
i MAX472. Ich wewnÍtrzna budowa komplikacjÍ ukÅ‚adu
i parametry elektryczne sÄ… identycz-
pomiarowego.
ne, a ukÅ‚ady rÛÅ‚niÄ… siÍ ulokowaniem
rezystora pomiarowego i - w konsek- Nastały teraz takie czasy, łe
wencji - maksymalną wartością mie-
na tego typu problemy mołna
rzonego prÄ…du. Na rys. 1 jest wi-
doczny schemat blokowy ukÅ‚adu znaleüĘ doskonaÅ‚e lekarstwo,
MAX471, w ktÛrego strukturze zinteg-
oczywiście w postaci układu
rowano rezystor pomiarowy o rezys-
tancji ok. 35m&!. PrÄ…d wypÅ‚ywajÄ…cy scalonego. SzczegÛÅ‚y
z wyjścia OUT jest proporcjonalny do
w artykule.
Pomiar prądu w urządzeniach prądu płynącego przez obciąłenie,
elektronicznych jest czynnoÅ›ciÄ…, ktÛrÄ… a wartośĘ wspÛÅ‚czynnika konwersji
siÍ czÍsto wykonuje. Klasyczna me- wynosi 0,5mA/A. Zalecana wartośĘ
toda pomiaru natÍÅ‚enia pÅ‚ynÄ…cego rezystora doÅ‚Ä…czonego pomiÍdzy wyj- z zewnÍtrznym czujnikiem prÄ…dowym.
prÄ…du polega na pomiarze spadku Å›cie OUT i masÍ wynosi 2k&!. W wiÍkszoÅ›ci przypadkÛw zamiast
napiÍcia na rezystorze pomiarowym OprÛcz dwÛch wzmacniaczy po- specjalnego, precyzyjnego rezystora
wÅ‚Ä…czonym szeregowo z obciÄ…Å‚eniem. miarowych ze ürÛdÅ‚ami prÄ…dowymi, o maÅ‚ej rezystancji moÅ‚na zastosowaĘ
W przypadku pomiaru prÄ…dÛw o du- w strukturze ukÅ‚adu zintegrowano przewÍÅ‚enie Å›cieÅ‚ki drukowanej,
Å‚ych natÍÅ‚eniach nieco lepiej jest komparator, ktÛrego zadaniem jest a niedokÅ‚adnoÅ›ci w doborze rezystan-
wykorzystaĘ bezstykowe czujniki po- sygnalizacja kierunku przepływu prą- cji czujnika są kompensowane war-
miarowe, ktÛre opisaliÅ›my we wrzeÅ›- du. Stan logiczny na wyjÅ›ciu kompa- toÅ›ciÄ… rezystancji rezystora doÅ‚Ä…czone-
niowym numerze EP. ratora sygnalizuje czy prąd wpływa go do wyjścia OUT.
Poniewał - sądząc po informacjach do obciąłenia, czy teł jest z niego Nieco mniejsze mołliwości oferu-
zawartych w listach - temat zaintere- pobierany, dziÍki czemu mikrokontro- jÄ… ukÅ‚ady LT1787 i LT1787HV, ktÛre
sowaÅ‚ wielu naszych CzytelnikÛw, po- ler moÅ‚e oceniĘ aktualnÄ… kondycjÍ opracowali inÅ‚ynierowie firmy Linear
stanowiliÅ›my do niego wrÛciĘ, tym ra- systemu zasilania. Technology. Jak widaĘ na rys. 3,
zem zwracajÄ…c uwagÍ na specjalizowa- Na rys. 2 przedstawiono aplikacjÍ ukÅ‚ady te umoÅ‚liwiajÄ… jednokierunko-
ne ukÅ‚ady scalone do pomiaru prÄ…du. ukÅ‚adu MAX472, ktÛry wspÛÅ‚pracuje wy pomiar prÄ…du i wymagajÄ… stoso-
Rys. 1. Rys. 2.
Elektronika Praktyczna 12/2000
86
P O D Z E S P O A
Y
Rys. 3. Rys. 5.
wania zewnÍtrznego rezystora pomia- cowaĘ z systemami konwersji A/C
rowego. OgromnÄ… zaletÄ… tych ukÅ‚a- o rozdzielczoÅ›ci do 12 bitÛw. Na do-
dÛw jest bardzo dobra liniowośĘ kÅ‚adnośĘ przetwarzania ma wpÅ‚yw
(rys. 4) oraz bardzo małe szumy m.in. pasmo przenoszenia wzmacnia-
i minimalny offset napiÍcia wejÅ›cio- cza pomiarowego, ktÛre moÅ‚na ogra-
wego. DziÍki duÅ‚ej dynamice, ukÅ‚ady niczyĘ za pomocÄ… zewnÍtrznego kon-
LT1787 i LT1787HV mogÄ… wspÛÅ‚pra- densatora doÅ‚Ä…czanego do wyprowa-
dzeÒ FIL+/FIL-.
Fragment wykresu z rys. 4 naryso-
wany liniÄ… przerywanÄ… dotyczy jed-
nej z mołliwych wersji aplikacji
ukÅ‚adÛw z dodatkowym ujemnym na-
piÍciem zasilania, jak to pokazano na
rys. 5.
Nieco inne mołliwości oferuje
ułytkownikom układ MAX4172 (rys.
6). W jego strukturze zintegrowano
komparator napiÍcia zasilajÄ…cego, ktÛ-
ry nadzoruje poprawnośĘ pracy ukła-
du. Interesującą właściwością tego
ukÅ‚adu jest rozdzielenie obwodÛw za-
silajÄ…cych strukturÍ i pomiarowego.
Rys. 6.
Typ Czujnik Zakres pomiaru Współczynnik Napięcie zasilania Pobór prądu Inne wyposażenie
µ
ukÅ‚adu prÄ…dowy prÄ…du [A] konwersji [V] [µA]
µ
µ
µ
MAX471 Wewnętrzny 0..3A 0,5mA/A 3..36 50 Wbudowany dodatkowy komparator
i z
ródło napięcia odniesienia
MAX472 Zewnętrzny Zależy od 0,5mA/A 3..36 20 Wbudowany dodatkowy komparator i z
ródło
zewnętrznego napięcia odniesienia
rezystora
MAX4172 Zewnętrzny Zależy od Zależy od 3..32 800 Sygnalizacja zbyt niskiego napięci zasilania
zewnętrznego zewnętrznego
rezystora rezystora
MAX4173 Zewnętrzny Zależy od 20/50/100V/V 3..28 420 Wbudowany pasywny konwerter I/U
zewnętrznego
rezystora
MAX4372 Zewnętrzny Zależy od 20/50/100V/V 2,7..28 30 Wyjście napięciowe (wbudowany
zewnętrznego aktywny konwerter I/U)
rezystora
MAX4373 Zewnętrzny Zależy od 20/50/100V/V 2,7..28 50 Wbudowany dodatkowy komparator
zewnętrznego i z
ródło napięcia odniesienia
rezystora
MAX4374 Zewnętrzny Zależy od 20/50/100V/V 2,7..28 50 Wbudowane dwa komparatory
zewnętrznego (jeden z rejestrem latch) i z
ródło
rezystora napięcia odniesienia
MAX4375 Zewnętrzny Zależy od 20/50/100V/V 2,7..28 50 Wbudowane dwa komparatory
zewnętrznego (jeden z rejestrem latch) i z
ródło
rezystora napięcia odniesienia
LT1787 ZewnÄ™trzny Zależy od 400µA/V 2,5..36 60 Dwukierunkowy pomiar prÄ…du
zewnętrznego
rezystora
LT1878HV ZewnÄ™trzny Zależy od 400µA/V 2,5..60 60 Dwukierunkowy pomiar prÄ…du
zewnętrznego
rezystora
Elektronika Praktyczna 12/2000
87
P O D Z E S P O A
Y
Rys. 7.
Specjalnie z myślą o miniaturo-
wych urządzeniach przenośnych Ma-
xim opracował układy serii MAX4372
(w trzech wersjach o rÛÅ‚nym wspÛÅ‚-
czynniku przetwarzania), ktÛrych
moÅ‚liwoÅ›ci ograniczono do niezbÍd-
Rys. 8.
nego minimum (rys. 7). Jak widaĘ
na schemacie aplikacyjnym, ukÅ‚ady - prezentujemy w artykule, poniewaÅ‚ kim z ukÅ‚adÛw iButton, stosowanych
MAX4372 sÄ… jednokierunkowymi kon- moÅ‚na go efektywnie wykorzystaĘ do w wielu naszych ìimmobilizerowychî
werterami prÄ…du na napiÍcie, z roz- pomiaru prÄ…du, takÅ‚e w rozproszo- projektach.
dzielonymi obwodami zasilania i po- nych systemach pomiarowych. Układ DS2760 nie jest klasycz-
miarowym. DziÍki zastosowaniu takie- Podstawowy schemat aplikacyjny nym interfejsem pomiarowym dlatego
go rozwiązania jest mołliwe monito- układu DS2760 przedstawiono na łe mołe pracowaĘ w stosunkowo
rowanie wartoÅ›ci pÅ‚ynÄ…cego do obciÄ…- rys. 9. UkÅ‚ad ten speÅ‚nia tu zada- wÄ…skim przedziale napiÍĘ. BiorÄ…c pod
Å‚enia prÄ…du takÅ‚e przy napiÍciach nie monitora prÄ…du i temperatury uwagÍ rosnÄ…cÄ… tempo wprowadzania
bliskich zero woltÛw. akumulatorÛw LiION. Pomiar pobie- na rynek ìscyfryzowanychî wersji
InteresujÄ…cymi ukÅ‚adami alternaty- ranego prÄ…du odbywa siÍ z 12-bito- dotychczas analogowych ukÅ‚adÛw, juÅ‚
wnymi do dotychczas opisanych sÄ… wÄ… rozdzielczoÅ›ciÄ… w zakresie - wkrÛtce moÅ‚na siÍ spodziewaĘ poja-
kolejne opracowania firmy Maxim 1,8..+1,8A. Rezystor pomiarowy jest wienia siÍ na rynku odpowiednikÛw
oznaczone symbolami MAX4373/74/ wbudowany w strukturÍ ukÅ‚adu, a je- opracowaÒ LT i Maxima, w wersji
75. OprÛcz standardowego wzmacnia- go termiczne zmiany wartoÅ›ci z cyfrowym interfejsem.
cza pomiarowego, wspÛÅ‚pracujÄ…cego rezystancji sÄ… kompensowane przez Tomasz Siudym
z zewnÍtrznym rezystorem pomiaro- wewnÍtrzne ürÛdÅ‚o referencyjne. Od-
wym i rozdzielonymi obwodami za- czyt i zapisywanie danych do/z Dodatkowe materiały dotyczące
silania, w strukturze tych ukÅ‚adÛw ukÅ‚adu DS2760 odbywa siÍ poprzez prezentowanych w artykule ukÅ‚adÛw
zintegrowano (oprÛcz MAX4373, ktÛ- szeregowy interfejs 1-Wire, znany sÄ… dostÍpne na pÅ‚ycie CD-EP12/2000B
ry zawiera tylko jeden komparator) naszym Czytelnikom przede wszyst- w katalogu \Prad.
dwa komparatory, w tym jeden z re-
jestrem stanu wyjściowego, kasowa-
ny osobnym sygnaÅ‚em, oraz ürÛdÅ‚o
napiÍcia referencyjnego. Komparatory
mają słułyĘ ułatwieniu monitorowa-
nia zmian napiÍcia na wyjÅ›ciu zasi-
lacza i sygnalizacji stanÛw alarmo-
wych.
Po jednym drucie...
InteresujÄ…ce, znacznie bardziej za-
awansowane konstrukcyjnie, układy
do pomiaru prądu oferuje takłe fir-
ma Dallas. Są to jednak układy wą-
sko specjalizowane, przede wszystkim
do zastosowania w systemach nadzo-
ru akumulatorÛw w sprzÍcie przenoÅ›-
nym. Jeden z tych ukÅ‚adÛw - DS2760
Rys. 9.
Elektronika Praktyczna 12/2000
88