Sensor de corriente ACS709 (-75A a +75A)

Esta placa es un simple soporte para el Allegro ACS709 de ±75A, sensor de corriente lineal basado en el efecto Hall, con  salida de fallo de sobrecorriente, que ofrece una baja resistencia (~ 1,1 mΩ) y aislamiento eléctrico de hasta 2,1 kV RMS. El sensor ha optimizado la precisión para corrientes de -37,5 A a 37,5 A, y la salida de voltaje análogo es lineal para magnitudes de corriente de hasta 75 A.  El voltaje de salida radiométrico está centrado a VCC/2 y tiene un error típico de ± 2%. Opera desde 3 V a 5,5 V, por lo que puede conectarse directamente a ambos sistemas 3,3 V y 5 V.

Este sensor de corriente es una placa de soporte, o breakout, para el sensor de corriente lineal ACS709LLFTR-35BB-T de Allegro, basado en el efecto Hall, con salida de fallo de sobrecorriente.  El sensor tiene un voltaje de funcionamiento de 3 V a 5,5 V y una sensibilidad de salida de 18,5 mV/A cuando la Vcc es de 3,3 V (o 28 mV/A cuando la Vcc es de 5 V). La siguiente lista detalla algunas de las características claves del sensor:

• Precisión optimizada para corriente de entrada bidireccional de -37,5 A a 37,5 A, con un rango de detección lineal desde -75 A a 75 A (véase la nota a continuación para la advertencia limitaciones térmicas).

• Resistencia interna de la trayectoria conductiva es típicamente 1,1 mΩ, y el PCB está hecho con cobre de 2-onzas (71 micrómetro), así que es muy poca energía la que se pierde en la placa.

• El escudo integrado reduce en gran medida el acoplamiento capacitivo y evita compensar la desviación en aplicaciones high-side

• El uso de un sensor de efecto Hall significa que el IC es capaz de aislar eléctricamente la trayectoria de corriente, de la electrónica del sensor (hasta 2,1 kV RMS), permitiendo que el sensor sea insertado en cualquier lugar a lo largo de la trayectoria de corriente y sea usado en aplicaciones que requieren aislamiento eléctrico.

• Opcionalmente, el ancho de banda de 120 kHz se puede disminuir poniendo un capacitor a través de los pines marcados "FILT" (en la placa)

• De alta precisión y fiabilidad: error total típico de salida es de 2%, a temperatura ambiente y con la calibración de fábrica, posee además un voltaje de salida en reposo extremadamente estable

• Rango de temperatura operativa de -40°C a 150°C (grado automotriz)

• Umbral de sobrecorriente ajustable por el usuario: el pin de salida FAULT baja cuando la corriente supera el umbral configurado, por una duración que se puede establecer a través de la adición de un capacitor externo.

La placa tiene etiquetas en el reverso, tal como muestra una de las imágenes de arriba. Una de ellas muestra la dirección en la que se interpreta como el flujo de corriente positivo a través de  + i flecha.

Nota sobre limitación térmica: este sensor (rango de -75 A a 75 A) debe estar limitado a corrientes transitorias. En pruebas realizadas en Pololu, se encontró que el CI podría tolerar 50 A durante 20 segundos o 37,5 A durante 150 segundos antes de sobrepasar el límite de temperatura máxima de 150°C. Así que, a menos que se tomen medidas especiales para mantener el IC fresco, se recomienda limitar las corrientes continuas a menores de 30 A. Incluso con una resistencia baja del 1,1 mΩ, la placa puede calentarse lo suficiente como para quemarte cuando la corriente está en decenas de amperios, y el CI no dispone de ningún tipo de protección contra sobre-temperatura, por lo que si quieres trabajar con altas corrientes, deben ser considerados los problemas térmicos.

Uso del sensor

Consideraciones eléctricas

Las únicas conexiones necesarias para usar este sensor son la corriente de entrada (IP+ e IP-), la alimentación lógica (VCC y GND) y la salida del sensor (VIOUT). Todos los otros pines son opcionales, al igual que los dos condensadores externos que se muestran en una de las fotografías de arriba.

El sensor requiere un voltaje de alimentación de 3 V a 5,5 V para conectarse a través VCC y GND. El sensor emite un voltaje análogo que es linealmente proporcional a la corriente de entrada. El voltaje de salida en reposo es VCC/2, y cambia a 28 mV/A de corriente de entrada (cuando VCC= 5 V), con corriente positiva aumenta el voltaje de salida y la corriente negativa disminuye el voltaje de salida. Para una corriente de entrada arbitraria i (en amperios), el voltaje de salida del sensor puede ser representado, en términos generales, como:

VIOUT = (0,028 V/A  x  i + 2,5 V)  x  VCC/5 V

El pin VZCR es el pin de salida del voltaje de referencia y se puede usar como una corriente de referencia cero (0 A).  Será aprox. igual a VCC/2 y permite calcular con mayor precisión la corriente del voltaje de salida VIOUT.

El pin FILT permite ajustar el ancho de banda de la placa mediante la adición de un capacitor, C_F, a tierra. Sin ningún tipo de capacitor, el ancho de banda es de 120 kHz.

El pin FAULT está normalmente en alto y baja cuando la corriente supera el switchpoint de falla de sobrecorriente (Ioc). Este switchpoint se establece por el voltaje aplicado en el pin VOC. Por defecto el Ioc está ajustado a 57 A, pero puede ser alterado por la adición de resistencias externas.

La corriente de entrada se puede conectar a la placa de distintas maneras. Agujeros con 2,54 mm (0,1"), 3,5 mm y 5 mm de separación están disponibles para conectar con conectores machos o bloque de terminales. Para aplicaciones de alta corriente, los cables se se pueden soldar directamente a los agujeros metalizados que mejor se adapten a tus cables, o puedes usar conectores terminales de anillo sin soldadura. Los agujeros metalizados grandes, son lo suficientemente como para tornillos #6.

Advertencia: Este producto está diseñado para su uso por debajo de 30 V. Trabajo con voltajes más altos puede ser extremadamente peligroso y sólo debe ser intentado por personas calificadas con el equipo adecuado y equipo de protección.

Instrucciones de montaje

La placa tiene dos agujeros de montaje de a 1,52 mm (0,6") de separación y están diseñados para tornillos # 2.

Componentes incluidos

La placa ya está ensamblada con los componentes de montaje superficial.  Se incluye una tira de 8 pines de 2,54 mm (0,1") de separación, que no están soldados.

Documento:

• Ficha técnica ACS709 (pdf)