Микросхемы для измерения тока

Самыми распространёнными задачами в разнообразных электронных приложениях является мониторинг параметров тока. С этой целью используется широкий спектр схемотехнических решений и специализированных компонентов. Многие бренды производят микросхемы измерения тока. Все необходимые для мониторинга тока компоненты интегрированы в один кристалл. И хотя точности, которая может быть достигнута с использованием прецизионного усилителя, специализированные микросхемы не демонстрируют, для большинства случаев её вполне достаточно.

Некоторые изделия этого класса обеспечивают дополнительные функции. Например, переключаемое усиление позволяет повысить точность в начале шкалы, а с помощью вывода отключения появляется возможность сэкономить немного электроэнергии, когда потребность в измерении тока отсутствует. Некоторые модели позволяют контролировать не только ток, но и мощность, потребляемую нагрузкой. Есть также вариант со сменным режимом мониторинга, когда элемент может выходить из режима контроля тока в режим датчика температуры.

Если нужно мониторить ток, меняющий направление (к примеру, при включении реверса электродвигателя), применяются два монитора, сдвоенный или двунаправленный.

Интегральные мониторы тока широко используются для контроля работы самых разнообразных систем в индустриальной среде, в составе телекоммуникационного оборудования, на транспорте, в источниках питания серверной аппаратуры, в преобразователях солнечных станций. Решения с участием соответствующих микросхем позволяют решить задачу с наименьшими затратами. Используемый принцип аналогичен традиционному методу, лежащему в основе привычной измерительной аппаратуры, когда прибор включается в разрыв цепи, имея настолько низкое сопротивление, чтобы не оказывать влияния на работу схемы.

Прецизионное управление

Устройства автоматизации индустриальных процессов становятся компактнее и точнее. Программируемые логические контроллеры, ведающие поведением роботизированных комплексов и прецизионных серводвигателей, высокоскоростные станки с ЧПУ должны управляться с прецизионной точностью даже в жёстких условиях эксплуатации. Микросхема измерения напряжения отвечает этому требованию, позволяя высокоточно контролировать параметры протекающего по цепи электричества.

Мониторинг напряжения необходим в следующих случаях:

• работа сверхточного сборочного оборудования при производстве полупроводниковых приборов, дисплеев высокой чёткости;
• прецизионная обработка металлических заготовок на высокой скорости;
• работа робота-манипулятора, имитирующая действия квалифицированного оператора.

Заметим, что высочайшей точности позиционирования нужно добиться в условиях критических колебаний температур, сильной вибрации от мощного оборудования. 

Как проверить микросхему?

Для запуска электронного изделия в массовое производство необходимо произвести проверку элементной базы на предмет соответствия, что осуществляется путём измерения параметров микросхем. Но в каком объёме осуществлять статические, динамические и функциональные испытания? С продукцией отечественного производства проблемы не существует, поскольку всё прописано в нормативных документах, которым нужно неукоснительно следовать. А вот для импортных изделий нормативные документы или недоступны, или содержат самые общие сведения.

Имеющаяся там справочная информация описывает лишь режимы работы ИМС и допустимые условия эксплуатации. Остальные данные составляют коммерческую тайну и недоступны даже по запросу. Разработчику остаётся либо работать с отечественной продукцией, либо верить иностранному бренду на слово. Там в каждой партии осуществляется выборочная проверка при крайних значениях допустимых температур, в технической документации приводятся лишь типовые значения, на которые и придётся полагаться. Конечно, так можно поступать лишь в том случае, когда степень ответственности за вероятные сбои не слишком велика. Придётся оценить затраты на сами сложнейшие измерения и сравнить их с возможными потерями в случае отказа от измерений.

Операционные усилители

В прежние времена операционным усилителем именовался усилитель постоянного тока на вакуумных лампах с большим коэффициентом. Эти устройства легли в основу аналоговых электронно-вычислительных машин, эффективно решавших операторные уравнения. Сегодня под операционным усилителем подразумевают микросхемы усилителя тока, предназначенные для усиления медленно меняющихся сигналов. Конструктивно они выполнены по схеме прямого усиления при однополярном или двуполярном симметричном питании.

Токовые стабилизаторы

Для предотвращения пульсации используются стабилизаторы тока разных конструкций. Данное устройство обеспечивает постоянство параметров электричества, протекающего через нагрузку, при постоянном отклонении от нормативных значений:

1. Простейший вариант представляет собой трансформатор, выпрямительный мост, связанный с сопротивлениями и конденсаторами.

2. Резисторный стабилизатор.

3. Транзисторная разновидность. Могут использоваться транзисторы советского производства и полевики.

4. Линейный вариант.

5. Феррорезонансный стабилизатор.

6. Токовое зеркало.

7. Прибор на микросхеме стабилизатора тока. Позволяет выравнивать напряжение, получая по обратной связи сигнал от датчика, связанного с сетью тока нагрузки.

Стабилизатор на микросхеме можно выполнить своими руками для нормализации автомобильной подсветки.

Понадобится микросхема L7812, 2 конденсатора, резистор и транзистор. Монтаж осуществляется на куске текстолитовой плитки. Готовый стабилизатор, выдерживающий до 1,6 А нагрузки, можно установить на кузов автомобиля, используемый в качестве радиатора.