ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

電流檢測方法介紹

一、 串電阻檢測

優點:電路結構清晰,成本低,實時性好,精度較高;

缺點:溫漂較大,無隔離效果,量程較大時,需要分多個擋來處理結果,容易受GND地的干擾;


ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

總結:一般的產品都可以用該方案解決。實際調試過程中,信號容易受地線干擾,通過PCB合理的佈局跟軟件的濾波處理,能解決干擾的問題。另外,當電流量程較大時,需要做兩級甚至兩級以上的處理(原因:採樣電阻小,小電流的時候,信號很難採集到;採樣電阻曾大時,大電流的時候超過運放的電壓)

二、 電流互感器檢測

電磁式電流互感器優點:結構簡單可靠,壽命較長,便於維護。價格較低。

電磁式電流互感器缺點:重量大。不能用於高頻檢測。精度較低。

三、 其他檢測方式(這裡不做詳細介紹)

AVAGO的光耦隔離放大器。

TI的電容式隔離放大器

ADI的西格瑪德爾塔式隔離放大器。

四、 基於霍爾感應原理的電流檢測專用芯片(ACS712為例講解)

1)命名說明:ACS712ELCTR-20A-T為例

A Allegro

CS current sensor

712 part number

E 溫度等級, Allegro溫度等級常用的 S(-20~85) E(-40~85) K(-40~125) L(-40~150)

LC 封裝

TR 包裝,TR為卷帶盤裝

20A 量程

T 符合環保要求

2)ACS712主要特點

l 80KHZ帶寬

l 總輸出誤差為1.5%

l 採用小型貼片SOIC8封裝

l 1.2mΩ內部電阻

l 左側大電流引腳(PIN1-4)與右側低電壓引腳(PIN5-8)最小絕緣電壓為2100V

l 5V單電壓工作

l 出廠時精準校準

l 該器件不可應用於汽車領域

3)原理與應用領域

原理與簡介:該芯完全基於霍爾感應的原理設計,由一個精確的低偏移線性霍爾傳感器電路與位於接近IC表面的銅箔組成(如下圖所示),電流流過銅箔時,產生一個磁場, 霍爾元件根據磁場感應出一個線性的電壓信號,經過內部的放大、濾波、斬波與修正電路,輸出一個電壓信號,該信號從芯片的第七腳輸出,直接反應出流經銅箔電流的大小。ACS712根據尾綴的不一樣,量程分為三個規格:±5A、±20A、±30A 。輸入與輸出在量程範圍內為良好的線性關係,其係數Sensitivity分別為,185 mV/A、100 mV/A、66mV/A。因為斬波電路的原因,其輸出將加載於0.5*Vcc上。ACS712的Vcc電源 一般建議採用5V。輸出與輸入的關係為Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。一般輸出的電壓信號介於0.5V~4.5V之間。


ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

典型的應用:電機領域,載荷檢測和管理,開關電源領域,和各種電子產品過電流故障保護。

4)性能特點:

ACS712 電流檢測芯片電流傳感器


5)輸入電流與輸出電壓對應曲線及計算公式:

a. ACS712ELCTR-05B電流電壓對應關係如下圖,Ip=0A即沒有輸入電流的時候,對應輸出電壓為2.5V.精確度為185mV/A即為圖中斜線的斜率。取VCC=5V,計算公式為:

Vout = 2.5 + 0.185*Ip


ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

b. ACS712ELCTR-20A電流電壓對應關係如下圖,精確度為100mV/A即為圖中斜線的斜率。取VCC=5V,計算公式為:

Vout = 2.5 + 0.1*Ip


ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

b. ACS712ELCTR-30A電流電壓對應關係如下圖,精確度為66mV/A即為圖中斜線的斜率。取VCC=5V,計算公式為:

Vout = 2.5 + 0.066*Ip


ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

6)更多典型應用:

ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

ACS712 電流檢測芯片電流傳感器

A-D轉換器.用更簡單的解決方案取代電流互感器ACS電路. C1是一個函數的負載電阻和濾波所需的.如果期望的充分的範圍內,R1可以省略.


ACS712 電流檢測芯片電流傳感器


應用5 10 A的過流故障鎖存器.故障閾值由R1和R2.電路閉鎖過流故障,並持有它,直到5 V軌斷電


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