CẢM BIẾN đo DÒNG điện giới thiệu về cảm biến dòng cảm biến dòng hiệu ứng hall ACS712

- Các kỹ thuật cảm biến dòng điện bao gồm điện trở Shunt, máy biến dòng, cuộn Rogowski và cảm biến dòng hiệu ứng Hall.. - Điện trở shunt: phương pháp này sử dụng cho dòng dc hoặc ac,chín

CẢM BIẾN ĐO DÒNG ĐIỆN

GVHD: Nguyễn Trung Hiếu

Nhóm thực hiện: 09

NỘI DUNG

1 Giới thiệu về

cảm biến dòng

2 Cảm biến dòng hiệu ứng Hall ACS712

3 Thông

số chi tiết 4 Ví dụ sử dụng

1 Giới thiệu về cảm biến dòng

- Các kỹ thuật cảm biến dòng điện bao gồm điện trở

Shunt, máy biến dòng, cuộn Rogowski và cảm biến

dòng hiệu ứng Hall

- Điện trở shunt: phương pháp này sử dụng cho dòng

dc hoặc ac,chính xác với dòng Ic bé và không cách ly

với mạch điều khiển (dùng cho cả DC và AC)

- Biến dòng – CT (chỉ áp dụng cho cảm biến dòng AC):

đo dòng điện chay qua dây bằng cách sử dụng từ

trường để phát hiện dòng điện và tạo ra tỷ lệ đầu ra

1.1 Cảm biến dòng là gì?

Điện trở Shunt

Biến dòng (CT)

2 Cảm biến dòng hiệu ứng Hall

ACS712

- Tiêu thụ năng lượng thấp

2.1 Cảm biến dòng hiệu ứng Hall

- Tiêu thụ năng lượng cao

2.1 Cảm biến dòng hiệu ứng Hall

- Điện áp ra tỉ lệ với dòng dc/ac ngõ vào

Tầm dòng điện vào max: ±5 đến ±30A

Pin Number Name Description

1 và 2 IP+ Chân dòng điện dương đi vào

3 và 4 IP- Chân dòng điện âm đi vào

5 GND Chân đất

6 FILTER Chân cài đặt băng thông

7 VIOUT Chân ngõ ra Analog

8 VCC Chân nguồn

3 Thông số chi tiết ACS712

3.1 Các loại cảm biến ACS 712

 Độ nhạy của cảm biến được định nghĩa là đầu vào tối thiểu của tham số vật lý sẽ tạo

ra sự thay đổi đầu ra có thể phát hiện được

 Sẽ có một điện áp đầu ra 185 mV cho mỗi ampe dòng điện kích thích đặt vào

 Độ nhạy cao sẽ tạo ra sự khác biệt về độ phân giải Với dòng điện nhỏ sẽ đo được tốt hơn và chính xác hơn

3.2 Sơ đồ khối chức năng

 Chopper Stabilization là một kỹ thuật mạch cải tiến được sử dụng

để giảm thiểu điện áp bù của phần tử Hall và bộ khuếch đại trên IC

 Điện áp đầu ra từ IC Hall được khử nhạy với các tác động của nhiệt độ và ứng suất cơ học

 Tạo ra các thiết bị có điện áp bù đắp điện cực kỳ ổn định, miễn nhiễm với ứng suất nhiệt và có khả năng phục hồi chính xác sau khi nhiệt độ thay đổi

3.3 Đặc điểm hiệu suất

 Tiếng ồn (VNOISE) Tích của độ lợi mạch khuếch đại tuyến tính (mV / G) và tầng nhiễu đối với IC tuyến tính hiệu ứng Allegro Hall (≈1 G) Tầng tiếng ồn có nguồn gốc từ tiếng ồn nhiệt và tiếng ồn bắn được quan sát thấy trong các phần tử Hall

 Dòng điện đầu ra tĩnh (IOUT (Q)) Đầu ra của thiết bị dòng sơ cấp bằng không

 Độ chính xác (ETOT) Độ chính xác đại diện cho độ lệch lớn nhất của đầu ra thực

tế và giá trị lý tưởng của nó

3.3 Đặc điểm hiệu suất

3.3 Đặc điểm hiệu suất

3.4 Điện áp đầu ra và Dòng điện đầu vào

𝐼𝑃=5 𝐴 𝐼𝑃=20 𝐴 𝐼𝑃=30 𝐴

 Điện áp đầu ra tuyến tính

 Độ dốc có độ dốc lớn nhất khi và giảm dần khi và tượng trưng cho độ nhạy của cảm biến

𝐼𝑃=5 𝐴 𝐼 𝑃=20 𝐴 𝐼𝑃=30 𝐴

 Ở nhiệt độ càng thấp độ nhạy có xu hướng giảm dần theo Ip còn khi ở nhiệt độ cao thì có

xu hướng tăng dần theo Ip

 Ở 25 độ C độ nhạy ở mức ổn định nhất

3.5 Độ nhạy và dòng điện đầu vào

𝐼𝑃=5 𝐴 𝐼𝑃=20 𝐴 𝐼𝑃=30 𝐴

 Điện áp đầu ra tĩnh (VIOUT (Q)) Đầu ra của thiết bị khi dòng sơ cấp bằng không Đối với

điện áp nguồn cung cấp đơn cực, về danh nghĩa vẫn ở mức VCC⁄ 2

 Điện áp đầu ra tĩnh giảm dần khi tăng nhiệt độ môi trường và ở mức VCC/2 khi ở 25 ( )

3.6 Điện áp đầu ra khi Ip=0A và nhiệt

độ môi trường

3.7 Các đặc tính phản hồi động

a) Power-on Time (tPO):

- tPO được định nghĩa là thời gian để điện áp

đầu ra ổn định trong phạm vi ± 10% giá trị

trạng thái ổn định của nó trong từ trường đặt

vào, sau khi nguồn điện đạt đến điện áp hoạt

động quy định tối thiểu, VCC (min ), như được

hiển thị trong biểu đồ bên dưới

3.7 Các đặc tính phản hồi động

b) Rise time: ( t r )

- tr đối với đáp ứng bước được sử dụng

để tính băng thông của cảm biến hiện

tại, trong đó ƒ (–3 dB) = 0,35 / tr

- Cả tr và tRESPONSE đều bị ảnh hưởng bất lợi

bởi tổn thất dòng điện xoáy quan sát

được trong mặt phẳng tiếp đất của vi

mạch dẫn điện

4 Ví dụ sử dụng

Thiết kế mạch cảm biến dòng dùng IC ACS712 với dòng vào Ip=0÷20A AC/50Hz cho điện áp ngõ ra V0=0÷5V DC

Thiết kế mạch cảm biến dòng dùng IC ACS712 với dòng vào Ip=0÷20A AC/50Hz cho điện áp ngõ ra V0=0÷5V DC

- Để V0=5V DC khi Ip=20A: Av=V0/Voutp=5/20/11=2.75

- Chọn U1=LM358 cấp nguồn đơn,VOH=Vcc 1.5V,

VOLmax=20mV(xem data sheet LM358)

Do đó chọn Vcc=8V để Vomax=5V không bị bão

hòa.VOLmax=20mV<S=100mA chấp nhận

được

THANKS FOR LISTENING