EO_502

ELETTRONICA OGGI 502 - MAGGIO 2022 39 ANALOG OP AMPS la caduta di tensione a fondo scala che risulta attraverso la resistenza di shunt: Per ±50 mV: V = I × R = (52 A) × (1 mΩ) = 52 mV, oppure per ±250 mV: V = I × R = (52 A) × (5 mΩ) = 260 mV Si noti che il valore di resistenza è aumentato leggermente dal calcolo ideale al valore standard più vicino: ciò comporta un intervallo di tensione di ingresso a fondo scalamaggiore rispetto all’intervallo di ingresso a fondo scala lineare dell’amplificatore isolato. In pratica, per intensità di corrente a fondo scala, l’ampiezza di tensione che ne risulta nonrientrapiùall’internodellaregionelinearedell’ingresso dell’amplificatore isolato. Spesso gli amplificatori isolati presentano un intervallo di tensione di ingresso aggiuntivo al di là dell’intervallo di tensione di ingresso lineare prima che inizino a tagliare. In questa regione (di solito fino a ±280 mV per dispositivi ±250 mV e ±56 mV per dispositivi ±50 mV) la precisione dell’amplificatore isolato non è specificata nella scheda tecnica; tuttavia, l’amplificatore isolato continua a emettere una tensione con precisione simile alla regione lineare. Questo può essere accettabile per alcune applicazioni se il requisito di precisione per l’ampiezza di corrente massima è ridotto rispetto alle misurazioni nominali. Quindi, utilizzare i valori di resistenza standard e le intensità di corrente nominale per calcolare la potenza dissipata nella resistenza di shunt, supponendo che la potenza di dissipazione della resistenza di shunt sia pari a 3 W. Per ±50 mV: P = I 2 nom × R = (18 A)2 × (1 mΩ) = 0,32 W oppure per ±250 mV: P = I 2 nom × R = (18 A)2 × (5 mΩ) = 1,62 W Per il calcolodei ±50mV, ladissipazionedi potenzanominale è inferiore a un ottavo della dissipazione di potenza nominale. Questa resistenza di shunt non dovrebbe avere una deriva significativa dall’auto-riscaldamento durante la misurazione della corrente nominale. Il calcolo dei ±250mV determina una dissipazione di potenza superiore alla metà della dissipazione di potenza nominale, il che significa che potrebbe essere presente una deriva significativa della temperatura durante la misurazione dell’intervallo di corrente nominale. È possibile adottare misure supplementari per ridurre il calore dissipato nella resistenza di shunt, come la formazione di grandi piani di circuiti stampati o l’utilizzo di dissipatori di calore o ventole. Nel caso di applicazioni a correntemoltoelevataèpossibilemassimizzare l’intervallo di ingresso utilizzando un amplificatore operazionale per ottenere il segnale di ingresso inmodo tale che corrisponda all’intervallo di ingresso a fondo scala dell’amplificatore isolato; questo metodo è utilizzato nel Riferimento 5. Per la maggior parte delle applicazioni che misurano correnti nominali elevate è buona norma scegliere un amplificatore isolato come l’AMC1302 o l’AMC3302 di TI con un intervallo di tensione di ingresso inferiore, pari a ±50 mV. L’ultimopassaggioconsistenelverificarecheladissipazione di potenza allamassima corrente non superi la dissipazione di potenza nominale della resistenza di shunt, in quanto il superamento della dissipazione di potenza nominale potrebbe danneggiare permanentemente la resistenza di shunt. Per ±50 mV: P = I 2 max × R = (52 A)2 × (1 mΩ) = 2,70 W Risultati misurati simili all’esempio sono visibili nel Riferimento 6. Nella progettazione di un circuito di rilevamento della corrente isolato in apparecchiature finali come i caricabatterie di bordo, gli inverter di stringa e gli azionamenti motore sono molti gli aspetti da considerare per scegliere un amplificatore isolato. Gli elementi fondamentali di cui tenere conto sono le specifiche di isolamento, la fonte di alimentazione dell’high-side e l’intervallo di tensione di ingresso. Scegliendo il giusto amplificatore isolato adatto ai requisiti di sistema è possibile realizzare un progetto senza doversi preoccupare di superare l’esame di certificazione dell’apparecchiatura terminale, di superare i valori nominali massimi assoluti della tensione di ingresso analogica o di causare un eccessivo auto-riscaldamento della resistenza di shunt. BIBLIOGRAFIA 1. Alex Smith, “Best in Class Radiated Emissions EMI Performance with the AMC1300B-Q1 Isolated Amplifier”. Rapporto applicativo (SBAA438), giugno 2020. 2. “Isolated amplifiers – Certifications” per prodotti di Texas Instruments 3. Modulo di valutazione AMC1300 (EVM), Texas Instruments 4. Ravi Kiran Raghavendra, “Simplify your isolated current and voltage sensing designs with single-supply isolated amplifiers and ADCs”. Articolo tecnico sui forum di supporto E2E™ di TI, 26 ottobre 2020. 5. “Shunt-Based, 200APeak CurrentMeasurement Reference Design Using Isolation Amplifier”, Texas Instruments (TIDA-00445), marzo 2016. 6. Smith, Alex. “Accuracy Comparison of Isolated Shunt and Closed-Loop Current Sensing”, Brief applicativo (SBAA464), settembre 2020. SITI WEB CORRELATI PROGETTI DI RIFERIMENTO: Circuiti integrati di bordo (OBC) e caricabatterie wireless e progetti di riferimento Circuiti integrati per inverter di stringa solari e progetti di riferimento Schemi a blocchi di sistema di azionamenti motore, progetti di riferimento e prodotti INFORMAZIONI SUL PRODOTTO: Soluzioni per l’isolamento di Texas Instruments AMC1300B-Q1 AMC1302-Q1 AMC3302 SN6501-Q1 TLV704