descripción general
Los circuitos integrados de sensor de corriente Allegro™ cuentan con una tecnología de empaque innovadora que integra una ruta de conducción de corriente primaria de cobre de baja resistencia en el paquete. Si bien esto mejora el rendimiento de la aplicación de muchas maneras, tiene niveles actuales de limitaciones impuestas por consideraciones de empaquetado.
Esta nota de aplicación describe un método simple para extender el rango de corriente medible. Estos métodos implican dividir la ruta de la corriente que se detecta. Se discuten varias opciones para dispositivos y circuitos.
prólogo
El elemento central de todos los circuitos integrados de sensores de corriente de Allegro es un circuito de detección de campo magnético basado en el efecto Hall lineal de precisión. En el modelo estándar, el circuito es bidireccional, lo que permite que la corriente fluya en cualquier dirección, como se muestra en la Figura 1. El campo magnético producido por la corriente es detectado por un Hall IC integrado y convertido en un voltaje proporcional.
La precisión del dispositivo se optimiza al tener la ruta de corriente cerca del transductor Hall. Al integrar el conductor de corriente primario en el paquete, la posición de la punta Hall en relación con la ruta de corriente se puede controlar muy bien. Sin embargo, las consideraciones físicas y térmicas limitan en última instancia la cantidad de IPprimary actual que se puede enrutar a través del paquete.
Al medir niveles de corriente ITot mayor que el valor máximo de IPmary, una forma elegante de superar estas limitaciones es dividir físicamente la ruta de corriente para que solo se mida una parte bien controlada de la corriente total. Como se muestra en la Figura 1, este concepto se puede aplicar a aplicaciones de alta corriente haciendo muescas en la barra colectora y a aplicaciones de baja corriente usando ramas separadas de trazos o capas de PCB (placa de circuito impreso).
Este enfoque tiene inconvenientes. Esto reduce la resolución actual del sistema en la misma proporción en que se divide la corriente. La solución óptima para la compensación se puede determinar para las proporciones individuales de los subtrayectos de corriente. Tenga en cuenta que la calibración debe realizarse in situ con el dispositivo ya ensamblado en la PCB para tener en cuenta la resistencia adicional de las uniones de soldadura.
Detección de corriente parcial utilizando el IC del sensor de corriente ACS712
Allegro diseñó un PCB de referencia que enruta un tercio de la corriente aplicada a través del dispositivo ACS712. Como se muestra en la Figura 2, una ruta conductora en una PCB es una traza que divide la corriente en dos subtrayectorias separadas. Un subtrayecto de corriente de derivación con un ancho de trazo de 3,0 mm y un subtrayecto de corriente de detección con un ancho de 5,0 mm.
La Figura 3 muestra el mapeo simulado de las densidades de corriente resultantes. Si la placa de circuito impreso de referencia se fabrica a 4 oz. La traza de cobre tiene menos de 1 mΩ de resistencia del punto A al punto B y consume menos de 2 W.