Ситуация следующая. Имеется электродвигатель, которым надо управлять. Для этой цели необходимо измерять ток в обмотке (чтобы организовать конур управления током). Обмотка двигателя подключена к мосту на четырех MOSFET'ах. Напряжение, подаваемое на мост, 24 В. Частота ШИМ - порядка 30 кГц.

Вариант с резистором в качестве датчика тока. Последовательно с обмоткой стоит резистор 0.033 Ом. Для измерения падения напряжения на резисторе (датчике тока) использован высоковольтный дифференциальный усилитель AD629. На постоянном токе все работает хорошо - падение вычленяется дифференциальником, далее усиливается и оцифровывается. Беда в том, что когда подается не постоянка, а тот самый ШИМ 30 кГц - а это есть рабочий режим, постоянки там нет, - то с выхода дифференциальника прет паразитный сигнал. Причина этого состоит в том, что при высокой частоте - а фронт переключения плечей моста составляет порядка 400-500 нс, - коэффициент подавления синфазного сигнала у дифференциальника совсем небольшой - порядка 30-40 дБ, в то время как синфазный сигнал здоровенный - все 24 В. Поэтому возникает неприятный переходный процесс (при переключении), который и является причиной паразитного сигнала, портящего всю картину.

Можно, конечно, засинхронизировать оцифровывание с переключением и делать выборку непосредственно перед переключением моста, но это технически не очень просто, неудобно и негибко. А главное, надо, имхо, побороть искусственную проблему в зародыше - естественных и без того хватает.

Приходит в голову вариант с использованием датчика тока на эффекте Холла. Посмотрел на LEM, у них более-менее похожи на правду из серии HX10, но вид у них релеобразный - здоровые. К тому же, не понял, как он применяется (может смотрел плохо) и не понял, какое у них разрешение по току. Да и дороговаты - больше $20.

Больше понравился вариант ACS704 от Allegro - корпус SO8, все внутри, цена приемлемая - в пределах 5 баксов. Все, вроде, хорошо. Но присмотревшись внимательнее, обнаружил, что разрешение по току у них весьма убогое. У них на выходе присутствуют приличных размеров шум - порядка десятков мВ при чувствительности 100мВ/А, поэтому разрешение по току получается порядка сотен мА, что есть недостаточно - хоцца иметь хотя бы на порядок лучше. Да и диапазон такой - 15 А, - не нужен, достаточно 5 А.

Посему вопрос. Посоветуйте, плиз, датчик тока со следующими требованиями:

1. Измеряемый ток - +-5 А.
2. Полоса частот - 50 кГц.
3. Разрешение по току - не хуже 30 мА.
4. Исполнение (желательно) в виде микросхемы.
5. Цена (желательно) в пределах $10.
6. Доставабельность в России.

Спасибо.

Жаль потраченных усилий! Вообще эта характеристика (CMR vs Frq) зависит, у всех инструментальных ус. от Кус. Может попробывать снизить номонал резистора (0.033) и поднять усиление на 629? Можно еще поиграть с amp02, он тоже защищенный. А у Лем тогда уж брать LTS6-NP, хотя все выше сказаное к нему так же относится.

А если поставить резюк в истоки моста? Далее Ваша схема (только разводку продумать очень хорошо надо, чтобы глюков не было). Синфазного не будет. Броск тока в момент переключения программно отсекать (или аппаратно поставить ключ, который будет начало импульса вырезать, далее это учесть при программной обработке).

Я к AD с уважением отношусь, но инструментальные усилители у них убогие. Рекомендую попробовать INA118 (BurrBrown, с кем он там сейчас сожительствует, не помню, да и не важно ) Давно я их не брал, но цена была порядка 5$.

На такие токи лучше проще и дешевле поставить вниз моста шунт.

Варианты с подвешенным шунтом и дифф. усилителем не проканают.

Есть развязывающие усилители заточенные под обработку сигналов с шунтов.

У International Rectifier IR2171 с ШИМ на выходе.

Agilent делает HCPL7800, 7840, 7850. HCPL7860 сразу с цифрой на выходе.
Но им нужно отдельное подвешенное питание.

Конечно, думал про это. Синфазного-то не будет, но потеряется инфа о постоянной составляющей. Да и форма сигнала тоже оставляет желать лучшего - там у драйвера моста "мертвые зоны", они дают провал на переключении - на картинке это хорошо видно: зеленый - сигнал с шунта, стоящего внизу моста, синий - управлющий сигнал на драйвер.

Меня тут навели на несколько другой вариант - этот самый АД629 уже стар и убог, а сейчас есть очень приличные специализированные мониторы шунтов. Например INA193. Или AD8210 (который, правда, слишком свеж и пока недоступен), которые специально предназначены для работы в таких условиях. Там и полоса под полмегагерца и подавление синфазного на порядок-другой лучше. Буду пробовать.

Почему же? Оказывается есть уже очень неполохие по характеристикам девайсы - INA193, например. Специально для таких применений и предназначены. Буду пробовать.


Спасибо, буду смотреть.

Ну почему же? Оказывается и у них есть весьма достойные девайсы - например, AD8205, AD8206, AD8210.

Что касается INA118, то он сегодня уже несколько устарел. Гораздо лучше тут выглядит специализированный монитор шунта INA193 - у него подавление синхфазного в зависимости от частоты заметно лучше. Правда, он не двунаправленный, т.ч. и тут есть над чем подумать...

IR2171(72) или новые IR2175 (datasheet в прикреплении) хорошие сенсоры, нет необходимости заморачиваться с преобразованиями. Выход - ШИМ с частотой до 40 кГц (130 кГц у 2175), наличие сигнала "overcurrent", минимум дополнительных элементов, стоимость - до 10 баксов. Главный минус - отсутствие гальванической развязки, только потенциальная (выход реализован на двух полевиках).
HCPL от Agilent это, по сути, оптически развязанный ОУ. Применяется, в основном, в высоковольтных девайсах для изоляции системы управления от силовой части. Главный минус, как указал SmartRed, необходимость изолированного источника питания для каждой стойки инвертора.

Развязка не нужна. А вот что делать с этим ШИМом? Мне надо значение тока, преобразованное в напряжение, которое я подам на вход АЦП. ШИМ тут явно мимо тазика.

Частота следования импульсов ШИМ-выхода IR217x пропорциональна действующему значению тока проходящего по шунту. Подключив выход IR217x к входу захвата (capture input) или входу прерывания процессора, необходимо программно реализовать вычисление значения тока. И не нужно АЦП и сопутствующих с этим проблем...

А если сигнал после усилителя продетектировать, а потом уже делать измерения? Получится медленно изменяющийся сигнал без каких либо крутых фронтов и переходов. А если есть необходимость измерение (выборки) можно синхронизировать с вашей ШИМ частотой.

Понятно. Только нужно иметь модуль Capture, это раз. И делать пересчет скважности в ток, а это, обычно, несколько накладнее, нежели пересчет отсчетов АЦП (которые можно вообще не пересчитывать). К тому же АЦП и так есть. И даже с возможностью собирать не по одному отсчету, а сразу несколько. Впрочем, согласен, для ряда применений этот вариант очень неплох. Особенно тем, что не нужно таскать аналоговые сигналы - на выходе фактически цифра.

Не, не получится - там переходный процесс очень сильный - большой и по амплитуде, и по длительности. Он и будет доминировать в продетектированном (выпрямленном) сигнале.


Про синхронизацию выборок я с самого начала думал. Но не хорошо это, неправильно, имхо. Надо все-таки постараться исходно сигнал снять как можно качественнее. Тем более, что, вроде, тут есть еще куда копать.

dxp
Какой процессор для ядра системы управления предполагаете использовать?

TMS320F2810. Да, модуль захвата там есть. Только АЦП мне удобнее использовать. К тому же таймеры в EVx все заняты под формирование ШИМ (система планируется двухканальной)...

Собственно, я не против этой микрухи, более того, у меня стоит в качестве драйвера IR2130, которая имеет такое же подвешенное питание, т.ч. питание не проблема. Я еще не решил, как поступить. Не исключено, что придется реально попробовать несколько вариантов и на практике выбрать подходящий.

P.S. У них полоса маловата - 15 кГц всего. Надо бы раза в два больше.

Тогда используйте HCPL7800 (но есть другая МС, точно не припоминаю, видимо 7805, работает в положительном диапазоне, при однополярном питании). Общие рекомендаци - фильтры по входу/выходу и читать AN .
Из готовых ДТ рекомендую посмотреть Honeywell (габариты как у LEM, и даже больше ).

ИМХО: Все таки LEM (Твелем - Тверь) пойдет без проблем. Выход аналоговый.