STMicroelectronics
UM3408
Uživatelská příručka
Vyhodnocovací sada UM3408
Začínáme s vyhodnocovací sadou STEVAL-AETKT4V1 pro vysoce přesné obousměrné a vysokoobjemovétagaktuální smysl ampzáchranáři
Zavedení
Rodina TSC202x je aktuální smysl amplifier speciálně navržený pro přesné měření proudu amppotvrzující zvtage přes bočníkový odpor připojený k jeho vstupu. Jedná se o topologii s nulovým posunem, která umožňuje dosáhnout vysoké úrovně CMRR 100 dB min a vysoké úrovně vstupního offsetu obj.tage 200µV při 12V v běžném režimu objtage a nad teplotou.
Pro optimalizaci návrhu je k dispozici více verzí s pevným ziskem (x20, x50, x100). Díky použití tenkovrstvého rezistoru nabízí TSC202x extrémně přesné zesílení a velmi vysoký výkon CMRR i ve vysokofrekvenčním rozsahu. Navíc je zde možnost zafixovat výstup společný režim voltage umožňuje použití TSC202x buď jako jednosměrné nebo obousměrné snímání proudu ampživější.
TSC202x poskytuje rozšířený společný vstupní rozsah od -4V pod záporný napájecí objemtage a až do 100 V umožňující snímání proudu na straně nízkého nebo vysokého proudu, zatímco zařízení TSC202x mohou pracovat od 2.7 do 5.5 V.
TSC202x vestavěný systém pro optimalizaci potlačení PWM, což umožňuje snížit účinek rychlého vstupu společného režimu obj.tage variace na výstupní signál.
Parametry jsou velmi stabilní v celém rozsahu Vcc a několik charakterizačních křivek ukazuje charakteristiky zařízení TSC2020 při 2.7 V a 5.0 V. Kromě toho jsou hlavní specifikace zaručeny v rozšířeném rozsahu teplot od -40 do 125 °C.
Obrázek 1. Vyhodnocovací sada STEVAL-AETK4TV1
Oznámení: Pro specializovanou pomoc odešlete žádost prostřednictvím našeho online portálu podpory na adrese www.st.com/support.
Nadview
- Široký společný režim objtage: -4 až 100 V
- Vysoké potlačení společného režimu CMR: 100 dB min.
- Ofsetový objtage: max. ±150 µV.
- Offset drift: 0.5 µV/°C max.
- Vylepšené potlačení PWM
- Napájení 2.7 až 5.5 V objtage
- Zisk od 20 do 100
- Chyba zisku: max. 0.3 %
- Teplotní rozsah -40 až 125°C
- V souladu s RoHS
Nastavení
Konektor J5 (5 pinů) na pravé straně desky umožňuje nastavení napájení voltage, výstup společný režim objtage a odečtěte aktuální snímaný výstup objtage.
Konektor J1 a J3 umožňuje rychlé nastavení výstupního společného režimu objtage.
Konektor J4 na levé straně desky slouží k nastavení vstupů proudového snímání TSC202x.
Obrázek 2. Prezentace desky
Jednosměrný/obousměrný provoz
Výstup TSC202x v běžném režimu voltage úroveň lze nastavit díky objtages aplikován na kolíky Vref1 a Vref2. Tyto dva piny umožňují nastavit zařízení buď v obousměrném nebo jednosměrném provozu. Voltage aplikované na tyto kolíky nesmí překročit rozsah Vcc. Mezi oběma referenčními kolíky není rozdíl, zvtage lze aplikovat buď na jeden čep nebo na druhý bez rozdílu.
3.1 Jednosměrný provoz
Jednosměrný režim provozu umožňuje zařízení měřit proud přes bočník pouze v jednom směru. Výstupní reference může být Ground nebo Vcc a lze ji nastavit pomocí kolíků Vref1 a Vref2 pro nastavení.
3.1.1 Odkaz na zem
Obrázek 3. Výstup vztažený k zemi 
V konfiguraci popsané na obrázku 3 jsou kolíky Vref1 i Vref2 připojeny k zemi. Výstup společného režimu objtage se pak automaticky nastaví na GND a celkový objem výstuputage lze vyjádřit jako rovnici (1):
Vout = (IN + − IN−) *Zisk
Tato konfigurace umožňuje výstup v plném rozsahu v jednosměrném režimu. Umožňuje měřit proud tekoucí do bočníku z IN- do IN+.
Odkazováno na 3.1.2 Vcc
Obrázek 4. Výstup odkazovaný na Vcc
V konfiguraci popsané na obrázku 4 jsou piny Vref1 a Vref2 připojeny k napájecímu zdroji Vcc. Výstup společného režimu objtage se pak automaticky nastaví na Vcc objtage a obecný výstup dal voltage lze vyjádřit jako rovnici (2):
Vout = (IN + − IN −) *Zisk + Vcc
Tato konfigurace umožňuje výstupu plného rozsahu v jednosměrném režimu měřit proud tekoucí do bočníku z IN+ na IN-.
3.2 Obousměrný provoz
Obousměrný režim provozu umožňuje zařízení měřit proudy přes bočník ve dvou směrech.
Výstupní referenci lze nastavit kdekoli v rozsahu napájecího zdroje. Pokud je výstup společný režim voltage je nastaven na střední rozsah, rozsah měření proudu v plném rozsahu bude stejný v obou směrech. Toho je dosaženo připojením jednoho kolíku Vref k Vcc a druhého kolíku Vref ke Gnd, jak je popsáno na obrázku 5. Rozdělené napájení.
3.2.1 Dělené napájení
Obrázek 5. Dělené napájení
Velký náskoktage této konfigurace spočívá v tom, že TSC202x lze použít v obousměrném režimu s výstupem společného režimu obj.tage nastaven na střed stupnice, s přesností 0.2 %, bez jakékoli přidané externí součásti nebo zdroje napájení. Tato konfigurace umožňuje vytvořit poměrově střední offset k napájecímu zdroji.
Výstupní objemtage lze vyjádřit jako rovnici (3):
3.2.2 Vnější referenční svtage
Obrázek 6. Externí napájení
To lze provést připojením obou pinů Vref k voltage odkaz, jak je popsáno na obrázku 6. Externí napájení.
Uživatelé mohou nastavit výstup v nesymetrické konfiguraci a upravit Vref tak, jak uživatel potřebuje.
Pokud je toto řešení požadováno, doporučuje se vyrovnat odporový dělič, jak je znázorněno na obrázku 6. Externí napájení díky přesnému opamp jako TSV711.
Výstupní objemtage lze vyjádřit jako rovnici (4):
Když je výstup společný režim voltage je napájen externím napájecím zdrojem pro zlepšení výstupního objtagPři měření se doporučuje měřit Vout diferenciálně vzhledem k Vref objtagE. Poskytne nejlepší měření CMRR, nejlepší odolnost proti šumu a přesnější Vout voltagE. Pro lepší filtraci napájecího zdroje lze také přidat oddělovací kapacitu minimálně 1 nF
Odpor bočníku
The STEVAL-AETKT4V1 nabízí možnost pájení bočníkového odporu přímo na DPS. Byly definovány dvě stopy.
Dvouvodičový připojovací bočník, jak je popsáno na obrázku 7, a čtyřvodičový připojovací bočník, jak je popsáno na obrázku 8.
Je na uživateli, aby zvolil nejvhodnější bočník pro jeho aplikaci. Pokud vybraný bočník není kompatibilní s oběma stopami, měl by být připojen mimo tuto desku eval.
| Obrázek 7. Spojení 2 vodičů | Obrázek 8. Spojení 4 vodičů |
 |
 |
Volba bočníkového rezistoru je kompromisem mezi dynamickým rozsahem a ztrátovým výkonem.
Obecně platí, že v aplikacích snímání vysokého proudu je cílem co nejvíce snížit ztrátový výkon (RI²) výběrem nejmenší hodnoty bočníku jako Rsense. 
.
V aplikaci s nízkým proudem by hodnota Rsense mohla být vyšší, aby se minimalizoval dopad ofsetového objemutage obvodu na měření přesnosti.
Kompromis je hlavně tehdy, když je dynamický rozsah měřeného proudu velký, což znamená schopnost měřit se stejnou hodnotou bočníku od nízkého proudu k vysokému proudu. Obecně platí, že aktuální plný rozsah (Imax-Imin) bude definovat hodnotu bočníku díky plnému výstupnímu objemutage rozsah a zisk TSC202x. TSC202x nabízí možnost pracovat s plným rozsahem ∆Vout = 100 mV až Vcc-100 mV s maximální přesností zisku Eg = 0.3 %.
V prvním řádu může být celý proudový rozsah pro měření pomocí Rsense definován rovnicí (5), pouze tím, že vezmeme chybu zesílení a vstupní offset obj.tage jako parametry nepřesnosti:
Ochranná dioda TVS
Zatímco snímač vysokého bočního proudu TSC2020 je přirozeně dobře imunizován proti ESD v kontrolovaném prostředí, jako je laboratoř nebo výrobní závod, díky jeho dobré úrovni odolnosti proti CDM a HBM musí být chráněn, když je používán v nekontrolovaném prostředí. Pro zajištění nejlepší odolnosti vůči ESD se doporučuje použít rychlou přechodovou diodu TVS v jednosměrném nebo obousměrném režimu v závislosti na aplikaci, kde se TSC2020 používá.
Základní deska STEVAL-AET041V1 umožňuje přidat ochranu TVS jako napřample SMAJ70A pro průmyslovou oblast nebo SM4T82AY pro automobilové aplikace. Tyto TVS umožňují TSC2020 prakticky v plném rozsahu vstupního běžného režimu, s Vicm od -0.7 V do 82 V. TVS dioda není osazena.
Obrázek 9. Stopa diody TVS
Připojení dceřiné desky
Vyhodnocovací sada STEVAL-AETKT4V1 umožňuje používat 3 různé proudové snímání ampfiltry a každý z nich může být připojen k základní desce STEVAL-AET041V1, jak je navrženo na obrázku 10.
Obrázek 10. Připojení dceřiné desky
Schématická schémata
Obrázek 11. Schéma obvodu STEVAL-AET041V1B
Obrázek 12. Schéma obvodu STEVAL-AET042V1B
Obrázek 13. Schéma obvodu STEVAL-AET043V1B
Obrázek 14. Schéma obvodu STEVAL-AET044V1B
Kusovník
Tabulka 1. Kusovník STEVAL-AETKT4V1
| Položka | množství | Ref. | Část/hodnota | Popis |
| 1 | 1 | Tabulka 2 | Hlavní deska | |
| 2 | 1 | Tabulka 3 | Zisk dceřiné rady 20 | |
| 3 | 1 | Tabulka 4 | Zisk dceřiné rady 50 | |
| 4 | 1 | Tabulka 5 | Zisk dceřiné rady 100 |
Tabulka 2. Kusovník STEVAL-AET041V1B
| Položka | množství | Ref. | Část/hodnota | Popis | Výroba rer | Objednací kód |
| 1 | 1 | C1 | 100nF | KONDENZÁTOR KERAMICKÝ, X7R, -55°C až 125°C | WURTH ELEKTRO NIK | 8.85012E+11 |
| 2 | 1 | C2 | 1 µF | KONDENZÁTOR KERAMICKÝ, X7R, -55°C až 125°C | KYOCERA AVX | 08051C105 K4T2A |
| 3 | 2 | C3, C4 | 1nF | KONDENZÁTOR KERAMICKÝ, X7R, -55°C až 125°C | WURTH ELEKTRO NIK | 885012207 |
| 4 | 4 | C5, Ccl, Cc1, Cd | NC | KONDENZÁTOR KERAMICKÝ | Žádný | |
| 5 | 2 | D1, D2 | NC | DIODA – TVS- SMAJ70A | Žádný | |
| 6 | 2 | J1, J3 | SIP 1×3 MUŽ | KONEKTOR – HLAVA, – 40°C až 125°C | WURTH ELEKTRO NIK | 61300311121 |
| 7 | 1 | J4 | SVORKOVNICE | KONEKTOR – SVORKOVNICE | CAMDENB OSS | CTBP0708/ 2 |
| 8 | 1 | J5 | SIP 1X5 MUŽ | KONEKTOR – HLAVA, -40°C až 125°C | WURTH ELEKTRO NIK | 613005111 |
| 9 | 4 | M-01, M-02, M-03, M-04 | 8 mm | PROTISKLUZOVÁ PODLOŽKA, -34°C až 65°C | M3 | SJ5076 |
| 10 | 8 | PAD1, PAD2, PAD3, PAD4, PAD5, PAD6, PAD7, PAD8 | – | MINI ZÁSUVKA, -65°C až 125°C | TE CONNECTI VITY | 5050935-2 |
| 11 | 2 | R1, R2 | 0 | ODPOR, -55°C až 175°C | PANASONI C | ERJH3G0R 00V |
| 12 | 1 | R3 | 0 | ODPOR | WALSIN | MR08X000 PTL |
| 13 | 1 | 1 Rs | TBD | ODPOR – SHUNT | ||
| 14 | 1 | 2 Rs | TBD | ODPOR – SHUNT | OAR1 – R020FI | |
| 15 | 1 | U2 | TSC2020, MSO 8 | IC – High Voltage, Přesnost, obousměrné snímání proudu ampčistič MSO8 | ST | TSC2020 |
Poznámka: Deska STEVAL-AET041V1B je dodávána se sadou a není k dispozici pro samostatný prodej.
Tabulka 3. Kusovník STEVAL-AET042V1B
| Položka | množství | Ref. | Část/hodnota | Popis | Výroba rer | Objednací kód |
| 1 | 1 | C1 | NC | KAPACITOR | Žádný | |
| 2 | 2 | J1, J2 | 4CTS | CI KONEKTOR – LAMATELNÉ TYČE SAMECKO-PANEL, -55°C AŽ 125°C | SAMTEC | TS-104-G-A |
| 3 | 1 | U1 | TSC2020, MSO 8 | IC – High Voltage, Přesnost, obousměrné snímání proudu amplifier Gain x20r | ST | TSC2020 |
Poznámka: Deska STEVAL-AET042V1B je dodávána se sadou a není k dispozici pro samostatný prodej.
Tabulka 4. Kusovník STEVAL-AET043V1B
| Položka | Q.ty | Ref. | Část/hodnota | Popis | Výroba rer | Objednací kód |
| 1 | 1 | C1 | NC | KAPACITOR | Žádný | |
| 2 | 2 | J1, J2 | 4CTS | CI KONEKTOR – LAMATELNÉ TYČE SAMECKO-PANEL, -55°C AŽ 125°C | SAMTEC | TS-104-G-A |
| 3 | 1 | U1 | TSC2021, MSO 8 | IC – High Voltage, Přesnost, obousměrné snímání proudu amplifier Gain x50r | ST | TSC2021 |
Poznámka: Deska STEVAL-AET043V1B je dodávána se sadou a není k dispozici pro samostatný prodej.
Tabulka 5. Kusovník STEVAL-AET044V1B
| Položka | Q.ty | Ref. | Část/hodnota | Popis | Výroba rer | Objednací kód |
| 1 | 1 | C1 | NC | KAPACITOR | Žádný | |
| 2 | 2 | J1, J2 | 4CTS | CI KONEKTOR – LAMATELNÉ TYČE SAMECKO-PANEL, -55°C AŽ 125°C | SAMTEC | TS-104-G-A |
| 3 | 1 | U1 | TSC2022, MSO 8 | IC – High Voltage, Přesnost, obousměrné snímání proudu amplifier Gain x100r | ST | TSC2022 |
Poznámka: Deska STEVAL-AET044V1B je dodávána se sadou a není k dispozici pro samostatný prodej.
Verze stavebnice
Tabulka 6. Verze STEVAL-AETKT4V1
| Hotovo | Schématická schémata | Kusovník |
| STEVAL$AETKT4V1A (1) | Schématická schémata STEVAL$AETKT4V1A | STEVAL$AETKT4V1A kusovník |
- Tento kód identifikuje první verzi hodnotící sady STEVAL-AETKT4V1. Sada se skládá z STEVAL-AET041V1B, jehož verze je označena kódem STEVAL$AET041V1B, STEVAL-AET042V1B, jejíž verze je označena kódem STEVAL$AET042V1B, STEVAL-AET043V1B, jejíž verze je označena kódem STEVAL$043B a a1V$AET044 STEVAL-AET1V044B jehož verze je označena kódem STEVAL$AET1VXNUMXB.
Informace o souladu s předpisy
Oznámení pro Federální komunikační komisi USA (FCC)
Pouze pro hodnocení; není schválen FCC pro další prodej
UPOZORNĚNÍ FCC – Tato sada je navržena tak, aby umožňovala:
- Vývojáři produktů, aby vyhodnotili elektronické součástky, obvody nebo software spojený se sadou, aby určili, zda takové položky začlenit do hotového produktu a
- Vývojáři softwaru pro psaní softwarových aplikací pro použití s konečným produktem.
Tato sada není hotovým výrobkem a po sestavení nesmí být dále prodána nebo jinak uvedena na trh, pokud nezískáte všechna požadovaná povolení FCC pro vybavení. Provoz je podmíněn tím, že tento produkt nebude způsobovat škodlivé rušení licencovaným rádiovým stanicím a že tento produkt bude akceptovat škodlivé rušení. Není-li sestavená souprava navržena tak, aby fungovala podle části 15, části 18 nebo části 95 této kapitoly, musí provozovatel soupravy pracovat na základě oprávnění držitele licence FCC nebo si musí zajistit experimentální oprávnění podle části 5 této kapitoly 3.1.2. XNUMX.
Oznámení pro inovaci, vědu a hospodářský rozvoj Kanada (ISED)
Pouze pro účely hodnocení. Tato sada generuje, používá a může vyzařovat vysokofrekvenční energii a nebyla testována na shodu s limity výpočetních zařízení podle pravidel Industry Canada (IC).
Upozornění pro Evropskou unii
Toto zařízení je v souladu se základními požadavky směrnice 2014/30/EU (EMC) a směrnice 2015/863/EU (RoHS).
Upozornění pro Spojené království
Toto zařízení je v souladu s předpisy Spojeného království o elektromagnetické kompatibilitě 2016 (UK SI 2016 č. 1091) a s předpisy o omezení používání určitých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních z roku 2012 (UK SI 2012 č. 3032).
Historie revizí
Tabulka 7. Historie revizí dokumentu
| Datum | Revize | Změny |
| 03. října 2024 | 1 | Počáteční vydání. |
| 14. října 2024 | 2 | Aktualizováno Oddíl 8: Kusovník. |
DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ – ČTĚTE POZORNĚ
STMicroelectronics NV a její dceřiné společnosti (“ST”) si vyhrazují právo provádět změny, opravy, vylepšení, úpravy a vylepšení produktů ST a/nebo tohoto dokumentu kdykoli bez upozornění. Kupující by měli před zadáním objednávky získat nejnovější relevantní informace o produktech ST. Produkty ST jsou prodávány v souladu s prodejními podmínkami ST platnými v době potvrzení objednávky.
Kupující jsou výhradně odpovědní za výběr, výběr a použití produktů ST a ST nepřebírá žádnou odpovědnost za pomoc s aplikací nebo design produktů kupujících.
Společnost ST zde neuděluje žádnou výslovnou ani předpokládanou licenci k právu duševního vlastnictví.
Další prodej produktů ST s ustanoveními odlišnými od informací uvedených v tomto dokumentu ruší jakoukoli záruku poskytnutou společností ST na takový produkt.
ST a logo ST jsou ochranné známky společnosti ST. Další informace o ochranných známkách ST viz www.st.com/trademarks. Všechny ostatní názvy produktů nebo služeb jsou majetkem jejich příslušných vlastníků.
Informace v tomto dokumentu nahrazují a nahrazují informace dříve uvedené v předchozích verzích tohoto dokumentu.
© 2024 STMicroelectronics – Všechna práva vyhrazena
UM3408 – Rev 2
Dokumenty / zdroje
 |
Vyhodnocovací sada STMicroelectronics UM3408 [pdfUživatelská příručka TSC202x, UM3408 Evaluation Kit, UM3408, Evaluation Kit, Kit |