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ACS712

The ACS712 can 使用内置霍尔效应测量相当高的电流 传感器。它还可以承受您找到的非常高的电压 电源网点(实际上它可以承受较高的电压〜2kV rms!).

ACS712 5A响应

与笨重的8个引线SOIC中,这是一个非常紧凑的设备包,与笨重 ACS758. 它采用电流测量能力±5a,±20a,±30a(选择正确的芯片!)。 因此,您可以使用此小型设备测量相当高的电流。

由于磁场用于检测电流(霍尔效应 部分反应到磁场强度),这意味着没有 直接从危险的高电压连接到低电平 电压微处理器接口。因此,内置了电流隔离, 并且该设备可以在高处安全地测量电流 voltages.

电路中的实际感觉电阻是一个小小的1.2mΩ won't affect the "sensed"系统的一面是最重要的 传感器电压降低。

该磁界面提供高达2100V的自动隔离或电压rms.。但是,您必须采用所有高压安全性 使用超过30V的电压时注意事项。 如果您没有在高压安全性中经验丰富't do it.

最低规格装置可以测量±5a - 这是通常的 发现在突破板上。

ACS712数据表

下载ACS712数据表 这里.

ACS712规格

(ACS712ELCTR-05B-T)

  Parameter
价值
  Voltage Supply (VDD.)
4V5〜5V5
  Abs.Max VDD.
-0.1v〜8v0
  Measurement range
±5A
  Interface
类似物
  主动电流(MA)(典型,最大)
10, 13
  Conductor resistance 1.2mΩ
  零电流输出电压[3]
VCC./2
  Output offset mV [1]
0V
  Sensitivity 185mv / a
  Noise
21mV
  磁偏移误差[2]
-1mA
  上升时间(步骤响应10%至90%)
3.5µs
  Error
±1.5%
  输出负载电阻(分钟)
4k7
  输出负载电容(最大值)
10nF
  过电流100ms  100A
  隔离电压(VDC. 或者 VPK.,V.rms.)
2100VRMS.
  包装热阻 23°C/W
  Max junction Temp. 165°C
  工作温度
-40°C〜85°C
        [1]工厂修剪零输出。
        当设备经受高或过电流时发生[2]。
        [3]  The device is 比例.

警告: 该设备不到4V5以下操作!

其他类型的设备如 ACS758 或者 INA219 确实操作到3v0。但是,ACS758难以用于电源 水平低于30W(目前几乎寄存器!),它是非常的 仅测量高电流。

ACS712框图

ACS712框图

ACS712如何工作

ACS757产生与磁场成比例的电压 使用该导体引起的"hall effect"。设置输出电压 到VCC / 2表示零电流。磁场的变化 导致这种值上升或跌落,表明正面或负面 当前的。以这种方式大D.C.或a.c.可以测量电流。

比例操作

ACS71X器件的特定含义是电源 更改使订户的比率变为相同的比例。这就是为什么零的原因 电流输出位于VCC / 2 I.E.输出不依赖于 电源电压值。

ACS712过滤输出

通常,您可以在地面上添加一个系列电容器和电阻 输出以提​​供低通滤波信号。然而,这表明了一个 具有以下电路的电阻分频器可降低信号 等级。 ACS712为内部opamps提供过滤器引脚 在增益放大器之后,只是在输出缓冲区Opamp之前。

这意味着您可以在不影响输出电平的情况下过滤信号。

您将电容器添加到根据下表的过滤器引脚6(参见上面的框图):

ACS712滤波电容VS上升时间
这使您可以设置设备的带宽。

ACS712精度

设备的基本精度为±1.5%        

ACS712解析

设备的灵敏度为185mV / a,因此每个安培的变化 导致185MV输出变化。该决议应该如何解决 您的ADC可以衡量许多位,但也看到了"噪声对分辨率的影响".

如果你使用 arduino. ADC. (10bit)那么ADC的分辨率 假设5V参考的设备是5 / POW(2,10)= 4.88mV。所以基本 安培决议将是:
   
    185 [MV / A]灵敏度给出1.0 / 185 AMPS / MV

    (1.0 / 185)* 4.88 [A / MV] [MV] = 0.0264 A / LSB = 26.4mA / LSB

笔记: 使用Arduino ADC的分辨率为26.4mA。
警告: 26.4ma不是 解析度 ACS712可以支持。
这个解决方案很好,占总规模的百分比:

    (26.4E-3/5)* 100 = 0.53%

这看起来不错,但Arduino ADC的分辨率比 设备可以输出。这是因为"噪音的影响 on resolution".

使用除Arduino ADC之外的ADC的唯一原因是更好的增益和偏移特性。

噪声对分辨率的影响

霍尔元素似乎具有由于热量和噪声输出相当高的噪声输出 射击噪音,因此有效分辨率受到这种噪音的限制。 将噪声除以噪音,灵敏度提供了最小的电流 可以通过ACS712测量:

    最小的电流分辨率=噪声/灵敏度

    最小电流分辨率= 21/185 [MV] / [MV / A] = 0.113A

警告: 该芯片最小电流可以测量为113mA。
笔记: 其他ACS712芯片具有不同的噪声/灵敏度值。

INA219 对于较低的电流具有更好的分辨率(3.2a〜15a)。然而,INA219不能用高于26VDC的电压测量。

ACS712 240V的最大功率

最大功率(±5a chip version) is:

    Ipeak  = +5A
    IRMS = IPEAK / SQRT(2)= 5 / SQRT(2)= 3.54架构
    POWER = VRMS * IRMS = 240 * 3.54 = 848W〜0.8KW

对于您可以测量的±20A芯片版本:

    Ipeak  = +20A
    IRMS = IPEAK / SQRT(2)= 20 / SQRT(2)= 14.14 arms
    POWER = VRMS * IRMS = 240 * 14.14 = 3394W〜3.3KW

对于您可以测量的±30A芯片版本:

    Ipeak  = +30A
    IRMS = IPEAK / SQRT(2)= 30 / SQRT(2)= 21.21 arms
    POWER = VRMS * IRMS = 240 * 21.21 = 5090W〜5kW

ACS712和3V操作

ACS712无法使用3V运行,因此在3V中使用它的键 系统是使用电阻分压器缩放输出电压。

笔记: 您必须将芯片从5V供电3V0分频器操作。

输出默认为2.5V,测量零电流和±5a 设备灵敏度为185mV / a,因此输出的最大偏移 will be:

    2.5 + 185E-3 * 5 = 2.5 + 0.925 = 3.425。

分隔比例

除以划分的比率为小于:

    3.0 / 3.425 = 0.88。 //最大分割比率0.88 * maxv = 3v0

使用2k2电阻从输出到分割的中间 10k从分隔器中间和地面提供:

    2k至10k比例:0.82

最大分开的输出电压

将电压放在分频器的中间,输入3.245V(来自ACS712)您现在获得的电压是:

    3.425 * 0.82 = 2.81V //最大游览

这是最大电流的最大电压。最低目前的瀑布 below 2.5V.

中心点电压

中心点电压现在2.5 * 0.82 = 2.05V

新敏感值

敏感性现在185E-3 * 0.82 = 151.7mV / a

结果检查

检查结果(检查最大电流):

    三角洲更改/新敏感性=放大器

    (max_excursion - center_point)/灵敏度

    Max AMP Reading =(2.81 - 2.05)/151.7E-3 = 5.01A

分歧结论

因此,您可以使用上述分频器,仍然使用3V0 ADC或连接 在不超过3V的3V0电路(如果负载保持范围内 - 芯片不应该)。

您可能需要将缓冲放大器插入到分频器输出到 正确驱动下一个电路。你也可以插入夹子 opamp /二极管防止过电压 - 如果测量的电流高于预期,则会发生这种情况。

提示: 在输出端使用电阻分频器以使用3V0设备操作。

结论

ACS712可以在非常高的情况下轻松测量电流 电压仍然提供电流隔离 - 使其安全 在高压电路之间使用。

它有一个很好的 分辨率为113mA 与A. 有点而不是 可以进行输出3V0兼容电压。其隔离电压为210​​0Vrms,因此它可以承受巨大的电压!

您可以在三个电流测量范围内获得此芯片±5a,±20a,±30a(每个 版本具有不同的分辨率功能)。你可以的240V主电源 测量0.8kW,3.3kW,5kW。对于120Vrms系统,这些系统减半 0.4kw,1.6kw和2.5kw。

如果要测量更高的电流,请使用 ACS758 (但它具有较低的分辨率)。

如果您想要更准确,需要较低的电流能力(仍然可以从3.2a〜15a仍然可观)使用 INA219。该芯片可以精确地测量连接电路中的电压,电流和电源,直到26V的电压。



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