Bez kontaktu znamená beze ztrát. Nové senzory proud pouze míjí

„R“ v názvu společnosti ROHM neodkazuje na nic jiného než na první písmeno původního stěžejního produktu, tedy rezistory. Stačilo pouze přidat jednotku a známá složenina byla na světě. Desítky různých rezistorů samozřejmě najdeme i v aktuální nabídce pasivních prvků, kterou z velké části tvoří právě „odpory“ sloužící k detekci proudu. Při výrobě měřitelného napěťového úbytku zde sice učebnicový příklad vyniká svou jednoduchostí, ale v mnoha dalších ohledech již bude za současnými trendy spíše zaostávat.

Malé a úsporné

Při měření stanovujeme velikost proudu různými způsoby. Někdy stačí k tzv. „shunt“ rezistoru opravdu jen přidat rychlý operační zesilovač. Pokud nebude na škodu vznikající výkonová ztráta zhoršující také přesnost výsledků a snad i větší počet součástek, netřeba cokoli měnit. Jindy se pro změnu spolehneme na vyhodnocení magnetického pole. Díky jádru vše vyřešíme bezkontaktně, tudíž i beze ztrát a malou pihou na kráse tak zůstanou pouze větší rozměry. Bez potřeby jádra pak můžeme nechat proud vtékat rovnou do integrovaného obvodu, kde také vzniklé pole vyhodnocujeme. Jediná součástka vypadá sice lákavě, ale výsledný dojem opět rychle zkazí výkonové ztráty a s nimi spojená omezení. Co kdybychom ale mohli spojit veškeré výhody dohromady a přijít s jediným integrovaným obvodem (ideálně nejmenším ve své třídě), který detekuje proud bezkontaktní cestou, znovu přitom obchází veškeré ztráty a snižuje i vlastní spotřebu?

Magnetické pole se osvědčilo a výrobce, nyní již poplatně celému názvu firmy „ROHM Semiconductor“, na sklonku minulého roku [1] oznamuje úspěšné pokračování ve vývoji svých nových obvodů, integrovaných proudových senzorů BM14270MUV-LB [2]. Součástka, jejíž základní zapojení sledujeme na obr. 1, zabírá jen 3,5 × 3,5 × 1 mm a využívá přitom velmi citlivého prvku MI (Magneto- Impedance). Zkoumaný proud z tohoto důvodu nemusí vůbec „dovnitř“ a stačí jej pouze vést po desce plošného spoje. Třeba jako na obr. 2.

Výsledek formou rozdílu

Součástka s dvaceti jen z části využitými vývody a rozhraním I²C nabídne 14bitový číslicový výstup, funkci Alert a podpoří teplotní rozsah od –40 °C až do +125 °C. Vstupní napájení se pohybuje mezi 2,7 a 5,5 V, typický odběr při dvaceti vzorcích za vteřinu dosáhne na 70 μA, v režimu Power Down pak jen 5 μA, uvažujeme měřicí rozsah ± 280 μT a stejně tak i typickou citlivost 0,045 μT/LSB. Linearita činí 0,5 % z FS, výstupní offset 0 LSB a měření zabere 0,35 ms. Stínění není podmínkou a kompaktní, bateriově napájená zařízení už vůbec ne. Vždyť senzory se uplatní také mezi výkonovými průmyslovými návrhy. Již dříve jsme psali též o prvcích s technologií GMR v konfiguraci Wheatstoneova můstku a s analogovým výstupem. Zde již ale bude vodič přímo součástí pouzdra [3].