Detección de corriente del motor de CC

Estoy permitiendo que la corriente a través de un motor de CC fluya a través de una pequeña resistencia y mido el voltaje a través de ella. Necesito darle este voltaje analógico a un ADC de microcontrolador para hacer un procesamiento de señal en él. Mi problema es que el microcontrolador funciona con un suministro aislado y el voltaje a detectar está en el lado no aislado. Siento que usar un aislador analógico no es una buena solución. Una solución es usar un ADC externo en el lado no aislado y aislar digitalmente la salida del ADC, pero este ADC no puede tomar voltajes negativos cuando el motor funciona en otra dirección. Por favor ayuda.

Si bien entiendo que está preguntando sobre cómo usar una resistencia de detección de corriente para detectar la corriente y luego transferir el valor sobre un límite de aislamiento, hay algunas alternativas a considerar antes de considerar la decisión finalizada.

(Tenga en cuenta que no proporcionó ninguna especificación o requisito como ancho de banda, empaque o rango actual, por lo que las partes específicas mencionadas pueden no ser adecuadas, pero hay una amplia gama de partes disponibles que probablemente funcionarán bien. )

Los sensores de corriente de efecto Hall permiten la detección aislada de corriente sin la necesidad de ninguna electrónica o resistencia en serie en el lado "caliente" del circuito. La salida se puede seleccionar para que sea adecuada para la conexión directa a su microcontrolador aislado. Por ejemplo, si tenía un microcontrolador de 3.3V, y la corriente que necesitaba detectar era inferior a +/- 12.5A , el ACS711 de Allegro Microsystems le dará un voltaje de salida lineal entre 0 y 3.3V, con una corriente de 0A centrada en 1.65 V.

Para usar esto con su microcontrolador, conecte VIout a un pin ADC.

Por supuesto, fabrican estos sensores con diferentes sensibilidades, capacidades y paquetes actuales. Digikey es tu amiga.

"Siento que usar un aislador analógico no es una buena solución".

Nos gustaría ayudar, pero mi respuesta es sobre un aislador analógico. ¿Que hay de malo con ellos? Están hechos para esto.

El IL300 puede ser útil:

El IL300 tiene una excelente linealidad servo del 0.01%. Si desea alimentar U1 desde la fuente de alimentación del motor, asegúrese de que esté desacoplado correctamente.

(Vcc y tierra izquierda y derecha del optoacoplador son obviamente diferentes).

(1) Cualquier uC con un ADC de rendimiento adecuado. Leer valor. Enviar datos digitales a través de un optoacoplador.

(2) Puede comprar opotocouplers "lineales" que permiten replicar un voltaje lineal a través de un límite de aislamiento

Por $ US2.85 puede obtener el LOC110 fron IXYS Afirman:

• 0.01% servo linealidad
• THD -87dB Típico
• Ancho de banda amplio (> 200kHz)
• Parejas Señales Analógicas y Digitales
• Bajo consumo de energía
• Paquete plano de 8 pines o paquete DIP (compatible con PCMCIA)

El dispositivo contiene 1 x LED y 2 x fotodiodos coincidentes. El par de fotodiodos se usa para producir un "servo" de manera que las dos corrientes de fotodiodos coincidan y el voltaje de entrada se pueda deducir.

Avago proporciona una hoja de datos mucho mejor y una nota de aplicación para su producto HCNR201

En cada caso, I_PD1 = I_PD2 y siga el circuito desde allí.
Proporcionan circuitos adicionales en la nota de la aplicación, incluido uno para entradas bipolares.

Como el dispositivo es impulsado por corriente a través de una resistencia en serie y "piensa" en términos de mA, es casi seguro que tendrá que amplificar un poco la tensión de su sensor de resistencia del sensor. Es poco probable que sea un problema en el orden general de las cosas.

En 1978 enfrenté el mismo problema para un motor de 48V @ 1A DC con control remoto y retroalimentación de corriente sobre un diseño de telemetría personalizado. (ahora llamado SCADA) Había diseñado un enlace de telemetría de 1 MBps y necesitaba un monitor de corriente analógico a unos 300 m de distancia utilizando el canal de telemetría digital desde un Edificio de potencia del Reactor hasta el Edificio de Control.

Mis especificaciones:

• 1% de error a escala completa
• 1% de linealidad
• Frecuencia de muestreo de 1000 Hz.
• DC nominal de 1 A en el motor con derivación de 10 mΩ
• Puesto de 10 amperios. si la sonda de corriente Eddy se atascó a la potencia máxima en medio del tubo en U.
• Tiempo de respuesta para detectar sobrecorriente y detener el controlador del motor 20 ms.

Disponible:

• Algunos bits de estado en una telemetría de datos de 1Mbps en una velocidad de cuadro de 1 kHz.
• 6800 MCU para enviar comandos de control a una velocidad de 100 Kbps.

Mi elección de diseño:

• 0.1% de resolución del circuito de tacómetro control de frecuencia de pulso por corriente
• usando el control de la frecuencia del pulso y un disparo. a la telemetría
  • 0.1% = 1 pps
  • 1% = 10 pps
  • 10% = 100 pps
  • 100% = 1000 pps = 10A escala completa

En lugar de ADC, utilicé el concepto de tach como coche ...

• donde RPM => frecuencia de pulso variable 1shot ==> carga acumulada en el medidor de voltaje
• excepto aquí la corriente del motor: frecuencia de pulso amplificada y controlada con VCO de amplio rango y un disparo.
• El pulso se transmitió como 1 bit de estado con 800 bytes de otros datos en cada modo de sincronización.
• El receptor restableció los pulsos de Tach y el circuito integrador simple muestra la corriente del motor en un medidor analógico lineal de tipo borde.
• El punto de ajuste para la condición de bloqueo se detectó automáticamente y respondió dentro de ms para detener el motor dentro de 5 ms.

Ahora tal vez su diseño para utilizar un circuito Tach similar con Opto-Couplers en lugar de una telemetría en coaxial. Los diseños de tach se pueden simplificar, ya que no dependen de la precisión.