Proudy to začíná, ale i končí. Nepodceňte výběr zesilovače

Integrované obvody tu máme proto, aby nám díky důmyslné vnitřní struktuře pomáhaly snižovat počet vnějších součástek zapojených okolo. Žádnou výjimku zde nedostaly ani zesilovače pro měření proudu. Jejich vybrané možnosti nedávno představila společnost ROHM na jedné ze svých novinek. Další pak budou přibývat.

Přesná znalost proudu se vyplatí

Firmu ROHM vývojáři obvykle spojují s precizními rezistory, na kterých si výrobce dává skutečně záležet – viz také nedávné novinky zmiňované na stránkách DPS Elektronika od A do Z v [1]. Tentokrát nás ale budou spíše zajímat bezprostředně navazující součástky v podobě speciálně navrženého drobného zesilovače s vysokou přesností řady BD1421x-LA. Řešení je vhodné jak do průmyslových podmínek, včetně základnových stanic, PLC, střídačů nebo např. nabíječek, tak i běžné spotřební elektroniky, jako jsou domácí spotřebiče – ledničky, čističky vzduchu apod.

Potřeba měřit nejrůznější proudy, malé, ale i ty větší, již léta roste v celé řadě aplikací. Precizní systém takového druhu se kupříkladu hodí při zvyšování účinnosti chodu motoru a k detekci abnormálních situací. Ideálně pokud zároveň nezabírá zbytečně mnoho místa. Klasická zapojení s operačními zesilovači a spoustou diskrétních součástek okolo nich se však často potýkají s horší přesností měření způsobenou odlišnými vlastnostmi či parametry jednotlivých prvků a také jejich teplotními charakteristikami. Problémem zde ale bývá i velikost zastavěné plochy na desce. V ROHM proto nachystali novou řadu zesilovačů vhodných pro snímání proudu, která zmíněné neduhy pomáhá řešit [2].

Přidají se i další

Nové integrované obvody s označením BD14210G-LA pro takové účely nabízí prakticky veškeré periferní součástky pod jednou „střechou”. Návrh se proto může v zásadě omezit na připojení vstupního shunt rezistoru a také kondenzátoru pro napájecí větev, takže s počtem externích prvků v obvyklém zapojení klesáme z jedenácti až na pouhé tři součástky, přesně jak nám to ilustruje též obr. 1. Ale nejen to. Pokud zde uvážíme pouzdra typu SSOP6 o velikosti 2,90 × 2,80 mm, zabraná plocha se nám dále snižuje zhruba na polovinu. K výsledku si rovněž musíme přičíst vysokou přesnost detekce proudu na úrovni ±1 %, platnou v celém teplotním rozsahu od –40 °C až do +125 °C. Interní struktury obvodu pak zamezují poklesu přesnosti měření, a to i za předpokladu, že v návrhu použijeme vnější RC filtr k potlačení rušení. Za zmínku stojí také široký rozsah vstupního napětí (common mode, –0,2 V až +26 V), se kterým lze obvody BD14210G-LA vhodně provozovat při systémovém napájení z 12-, resp. 24V zdroje.

Obr. 1 Srovnání dvou různých přístupů k měření proudu. Výrobce zde sice předpokládá reálné podmínky při osazování součástek, ovšem bez shunt rezistorů, jejichž rozměry se budou výrazně lišit v závislosti na jejich proudové zatížitelnosti [2]

Společnost ROHM vývojáře dále podporuje prostřednictvím referenčních návrhů nebo např. modelů SPICE, které lze stáhnout přímo z jejich webu. Kromě obvodů BD14210G-LA, které se již sériově vyrábí, můžeme očekávat i sedm dalších variant. Celá série přitom počítá s jedním nebo i dvěma kanály (zde již jako TSSOP) a čtyřmi různými zisky 20, 50, 100 či 200 V/V.

Obr. 2 Novinka BD14210G-LA ve svém typickém zapojení s minimem vnějších součástek [3]

robenek@dps-az.cz