電流センスアンプ:遠隔の電流センスの設定

著者:  Amiri McCain  - 07-23-2018 

電流センスアンプに関するブログの続編として、今回は高精度な電流を出力するために電流センスアンプのNCS21xRおよびNCS199AxRを設定する方法を説明します。一部のアプリケーションでは、システムデータのリードアウト・ボードは、システム電流を監視し測定する回路から遠隔に配置されています。

このシナリオには2つの問題があります。それは、1)送電線が長い場合、電流センスアンプの出力とシステムデータのリードアウト・ボードへの入力間で、望ましくない大きな電圧降下を生じうること、2)2つのボード間の浮遊接地抵抗により電圧誤差が生じることです。ボード間の接地降下によるエラーと送電線の長さに起因する電圧損失を克服すれば、高精度な出力電流の計測値はより正確に読み取られます。

 

図1 遠隔の電流センスの概略図

図1が示すように、RIOUT 抵抗はOUTピンとREFピンの間に追加され、電圧出力が電流出力へ変換され、REFピンからリードアウト・ボードへ渡されます。この回路は、接地降下またはノイズによる、ボード間の低電位で機能するように設計されています。電流出力は、単にNCS21xRの通常の出力電圧に関係しています。

   

RIOUTの抵抗値1 kΩは、1 mA/Vのスケーリングができるので常に都合の良い値です。


簡単に言うと、リードアウト・ボードにおいて、RITOV とRIOUTを一致させることにより、両方で同じ電圧降下を起こすことができます。RITOVおよびRIOUT は、電流測定パスにおいて、さらに電圧降下を起こすことを考慮することが大切です。電流源は、ほとんどの接地電圧降下、浮遊電圧、およびノイズを克服する十分なコンプライアンスを提供できます。ただし、ノイズまたは接地降下が1Vを超えると精度は低下します。

アプリケーションのダイナミックレンジを増やすために、リードアウト・ボードにおけるRITOV抵抗値は、さまざまな抵抗値から選択可能であり、1 kΩである必要はなく、RIOUT抵抗値に一致する必要もありません。

差動アンプを用いた設計に精通している人にとっては、もう1つの改善も可能です。通常、このモードを使用することで精度およびコモンモード除去への影響は最小限に抑えられますが、どのような場合でも、図2に示すように基準入力をバッファリングすることでNCS21xR電流センスアンプの高い性能が維持されます。

2  NCS21xR出力とリードアウト・ボードの間に作られた電圧分配器のユニティゲインバッファ

図1で説明した回路は、電流センスアンプの出力電圧を遠隔からセンスするための電流へ変換する簡単な方法を示しています。これにより、次回リードアウト・ボードが遠隔にあっても心配は不要で、少数の簡単なコンポーネントにより出力電圧を電流へ変換できます。

オン・セミコンダクターの電流センスアンプの詳細は当社のウェブサイトの以下のページをご覧ください。

Tags:Consumer, Motor Control, Portable and Wireless, Power Supply
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