Защита по току

[rz1zr]

На сегодняшний день лучшая защита по току, микросхема  MCA1101-50
 
Основные достоинства:

• Экстремальное быстродействие: время отклика встроенного аппаратного компаратора защиты составляет всего 300 наносекунд, что позволяет мгновенно спасти дорогие LDMOS-транзисторы от катастрофического разрушения при коротком замыкании.
  

• Высокая точность и стабильность: технология AMR (магниторезистивный эффект) обеспечивает суммарную погрешность менее 1.5% во всем рабочем температурном диапазоне и полностью лишена проблемы «плавающего нуля» из-за отсутствия магнитного гистерезиса.
  

• Идеальная помехозащищенность (RF Immunity): благодаря внутреннему дифференциальному измерительному мосту, чип устойчив к мощным внешним высокочастотным наводкам, что делает его эталоном для использования в радиопередающей аппаратуре.
  

• Безопасная гальваническая развязка: встроенная изолированная медная шина с ничтожным сопротивлением менее 1 мОм выдерживает пробой до 4.8 кВ, полностью защищая низковольтную цифровую часть и микроконтроллер от аварий в силовой цепи питания.
  

   
А0 - индикация ошибки, А1 - измерение тока, А2 - компенсация нуля

Зависимость напряжения Voc от тока отсечки  Ioc (ток через чип) рассчитывается по формуле: Voc=Ioc×0.026 например, для тока защиты 37 ампер  напряжение на пине VOC будет: 37x0.026=0.96, его и устанавливаем подстроечным резистором 10 кОм, если установить потенциометр в верхнее положение, защита отключается

Микросхема работает до 50 ампер, но не сложно сделать 100 ампер, для этого делаем параллельно шунтирующую дорожку, которая заберет на себя вторую половину тока, должна проходить строго под микросхемой на нижнем слое платы либо параллельно ей, полностью повторяя длину измерительного участка, чтобы их сопротивления были строго равны.

  MCA1101-50.pdf (Размер: 413.87 KB / Загрузок: 22)

[rz1zr]

Не большое сравнение датчиков тока..

1. Время выключения (Скорость реакции)

• MCA1101: Абсолютный лидер. Имеет выделенный аппаратный выход FAULTB со скоростью отклика 300 наносекунд (0.3 мкс). Позволяет мгновенно закрыть транзистор по затвору (сбросить напряжение смещения BIAS), разорвать цепь питания транзистора, остановив лавинообразный рост тока через сток до того, как кристалл физически успеет разрушиться».
  

• Шунт + INA293: Сама микросхема очень быстрая (полоса до 1.3 МГц), но сигнал идет в АЦП контроллера, тратится время на оцифровку и фильтрацию. Реальная программная защита отрабатывает за 1–3 мкс.
  

• BTS50085: Это силовой ключ, его встроенная защита рассчитана на спасение проводки автомобиля, а не нежного транзистора. Время реакции в десятки микросекунд для LDMOS — это вечность.
  

2. Точность измерения тока

• MCA1101: Магниторезистивная (AMR) технология не имеет магнитного гистерезиса, поэтому «ноль» не плывет после перегрузок. Заводская калибровка обеспечивает погрешность в пределах 1.5%. Наличие вывода VREF позволяет компенсировать любые просадки питания контроллера.
  

• Шунт + INA293: Точность великолепная, но сильно зависит от качества самого шунта. Недорогие китайские шунты плывут от нагрева, искажая показания при длительной передаче.
  

• BTS50085: Категорически не подходит для измерения тока. Его диагностический выход выдает огромную погрешность на малых токах. Это индикатор перегрузки, а не измерительный прибор.
  

3. Нагрев и падение напряжения

• MCA1101: Сопротивление встроенной измерительной петли составляет всего 0.9 мОм. Нагрев корпуса минимален даже на предельных токах.
  

• Шунт + INA293: Шунт на токи 50–100 А — это массивная деталь. Любая микротрещина в его пайке или недостаточная толщина силовой дорожки превращают этот узел в локальный обогреватель.
  

• BTS50085: Внутреннее сопротивление канала составляет 8 мОм. При токе в 40 А на ключе будет выделяться более 12 Ватт тепла. Ему потребуется радиатор.
  

4. Удобство использования и разводки

• MCA1101: Главный плюс — полная гальваническая развязка. Силовые 50 В и слаботочные 3.3 В контроллера разделены физически. Ошибка в монтаже или пробой транзистора никогда не выжгут плату управления. Из минусов — для токов около 100 А требует деления дорожек на плате 50/50.
  

• Шунт + INA293: Крайне неудобен в разводке. Из-за отсутствия развязки любая земляная петля на плате приводит к тому, что датчик начинает ловить погоду на Марсе, либо силовой ток при обрыве земли устремляется через процессор.
  

• BTS50085: Удобен тем, что совмещает в себе и реле питания, и датчик, но сводит все плюсы на нет необходимостью изоляции, радиатора, большой погрешностью в измерении тока, плохой помехозащищенностью.