ACS712 pin สามารถจัดการ 20 A ได้อย่างไร

ฉันกำลังค้นหาไอซีที่วัดในปัจจุบันและพบว่า ACS712 แต่สิ่งที่ฉันไม่สามารถหาได้คือว่าหมุดเล็ก ๆ ที่ดูเหมือนจะสามารถจัดการกับกระแส 20 A ได้อย่างไรเนื่องจากเครื่องคิดเลขความกว้างการติดตามบอกว่าฉันต้องการร่องรอยที่เกือบนิ้วหนา เพื่อจัดการกับกระแสเดียวกัน

โปรดทราบว่า IC นี้ถูกยกเลิกและไม่แนะนำสำหรับการออกแบบใหม่พวกเขาแนะนำ ACS723 แทน มันยังมาในเวอร์ชั่น 30A บนแพ็คเกจเดียวกัน

เครื่องคำนวณร่องรอย PCB พึ่งพาสมมติฐานพื้นฐาน:

• ร่องรอยกระจายยาว
• ชั้นนำบาง ๆ
• อุณหภูมิของแอปพลิเคชั่นที่ยอมรับได้เพิ่มขึ้นตามรูปทรงเรขาคณิตของบอร์ดและการวางตำแหน่ง

สำหรับการใช้งานหลาย ๆ อย่างปัจจัยที่ จำกัด คือความต้านทานของร่องรอยและจำนวนแรงดันตกที่ยอมรับได้ ในแอปพลิเคชั่นอื่นการเพิ่มอุณหภูมิของ PCB จะส่งผลต่อการกระจายพลังงานที่มีอยู่สำหรับส่วนประกอบต่างๆ แต่ถ้าปัจจัยเหล่านี้ไม่สำคัญร่องรอยของทินเนอร์ก็เป็นไปได้

แต่สำหรับ IC ไม่มีข้อสันนิษฐานเหล่านี้จริงๆ

• หมุดและตัวประสานที่เกี่ยวข้องนั้นหนากว่า PCB ที่พวกมันยึดติดอยู่
• ไอซีเป็นส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กซึ่งการกระจายพลังงานถูก จำกัด ด้วยขนาดและพื้นที่ฮีทซิงค์ที่ได้รับจาก PCB (หากไม่มีฮีทซิงค์เพิ่มเติมที่เกี่ยวข้อง)

ข้อ จำกัด หลักสำหรับปัจจุบันบน IC จะเป็น:

• ขีดความสามารถในการรองรับกระแสไฟของสายบอนด์
• แพ็คเกจ / การกระจายพลังงาน IC
• พื้นที่ PCB ทุ่มเทให้กับการกระจายพลังงาน

ใน IC นี้โดยเฉพาะเป็นที่ชัดเจนว่าร่องรอยพลังงานไม่ได้ติดต่อ IC เองนั่นคือไม่มีการเชื่อมต่อสายไฟ มันอาศัยสะพานโลหะสั้นบาง ๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของบรรจุภัณฑ์เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่โต้ตอบกับเซ็นเซอร์ Hall ภายใน IC มันระบุความต้านทานรวมของสะพานนั้น (รวมถึงหมุดเอง) ให้น้อยกว่า1.5mΩ

นั่นหมายความว่าที่ 30A IC จะกระจายน้อยกว่า 1.4W ซึ่งเมื่อติดตั้งตามที่ระบุในแผ่นข้อมูลแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิน้อยกว่า 32 ° C เหนือบรรยากาศ (น้อยกว่าข้อกำหนดสูงสุด 80 ° C) การลดอุณหภูมิ IC น่าจะเป็นเรื่องของการรักษาความแม่นยำมากกว่าการจัดการกับการกระจายพลังงาน

นอกจากนี้โปรดทราบว่าแผ่นข้อมูลเรียกหาพื้นที่การกระจายบางส่วน ด้วยการจัดหาทองแดง 1500mm ^ 2 จาก 2oz เพื่อกระจายอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะลดลงเหลือเพียง 7 ° C พื้นที่ดังกล่าวสามารถให้ได้อย่างง่ายดายโดยร่องรอยหนาที่จำเป็นใน PCB

คำถามของคุณสามารถนำไปใช้กับไอซีและอุปกรณ์พลังงานกำลังสูงทั้งหมด เห็นได้ชัดว่าตัวผู้นำนั้นเป็นสายทองแดงหนาและความสามารถเกินกว่า 20A FET พลังงานจำนวนมากสามารถจัดการกับกระแสพัลส์ในช่วง 100 แอมป์
การให้ PCB ร่องรอยเพื่อให้กระแสนี้ไหลแทบไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับความสามารถของอุปกรณ์ leadframe และสายเชื่อมต่อ

วิดีโอ ACSนี้แสดงอุปกรณ์ที่มีความสามารถ 100A อาจช่วยคุณได้ โปรดสังเกตว่าปริมาณของ PCB ที่สัมผัสกับ 100A นั้นต่ำมากเนื่องจากมีตัวเชื่อมต่อทองแดงขนาดใหญ่ติดตั้ง / บัดกรีโดยตรงกับ PCB ใกล้กับอุปกรณ์ เครื่องคิดเลขความหนา / ความกว้าง PCB ส่วนใหญ่กำลังคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกเกินความยาวเชิงเส้นด้วย CSA ที่กำหนด ทำให้ความยาว PCB สั้นและแรงดันไฟฟ้าลดลงดังนั้นกำลังงานจึงลดลง

นี้อธิบายจาก Allegroยังอาจช่วยให้คุณเข้าใจว่าทำไมตัวนำตามบัญชีปัจจุบันภายใน IC แคบเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่จำเป็น

ปัญหาหลักของการเพิ่มความหนาทองแดง PCB คือต้นทุน มีค่าใช้จ่ายสูงเป็นพิเศษในการเลือกเฉพาะแทร็กที่มีความหนาสูงและโดยปกติจะเป็นการเพิ่มความหนาของ PCB พื้นฐานของคุณด้วยเพื่อให้ความแข็งแรงทางกลสำหรับสายไฟที่แนบมา

มันถูกกว่ามากที่จะให้แผ่นตะกั่วทองแดงบน PCB สิ่งเหล่านี้สามารถถูกประทับตราและ SMT หรือผ่านรู ดูที่นี่และที่นี่และค้นหาตัวเลือกเพิ่มเติมใน Google

สำหรับ DIY ในปริมาณที่น้อยฉันเพียงแค่วางสายไปยังแทร็ก PCB ที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

หากคุณตั้งเป้าหมาย 20 A บน PCB คุณอาจต้องออกแบบโดยใช้ชั้นทองแดงที่หนากว่า และใช้เลเยอร์ภายนอกเพื่อติดตามสิ่งนั้น และอาจจะใช้ประสานเนื้อขึ้นที่ด้านบนของร่องรอยเห็นนี้ บ้าน PCB หลายแห่งมีทองแดงหนา 4 ออนซ์ / ฟุต 2 เป็นประจำและเครื่องคิดเลขจะให้ความกว้างในการติดตามที่เหมาะสมประมาณ 180 ล้าน (กว้าง 5 มม.) และร่องรอยอาจมีขนาดเล็กลง (สูงสุด 120 ล้าน) หากคุณสามารถเพิ่มอุณหภูมิได้ 20C:

คุณยังสามารถใช้ร่องรอยบนทั้งสองด้านของ PCB และต่อเข้าด้วยกันซึ่งทำให้มันกว้างเพียง 1.5 มม.

ความต้านทาน 1.2 m ส่วนใหญ่อยู่ในลูปขนาดเล็กที่หมุดด้านล่างเพื่อให้เซ็นเซอร์เอฟเฟกต์ Hall ทำงานได้ ฉนวนกันความร้อน 2.1 kVRMS เป็นช่องว่างของ Epoxy

มันจะต้องมีกระแสไฟฟ้านี้ แต่ไม่ไกลมาก

ดังนั้นส่วนที่เหลือของวงปัจจุบันขึ้นอยู่กับการออกแบบของคุณ

จากการออกแบบคุณสามารถรักษาพื้นที่วนรอบปัจจุบันให้สั้นและสั้นโดยใช้กราวด์หรือระนาบกำลังไฟฟ้าหรือจากการถ่ายโอนข้อมูลไปยังหน้าสัมผัสขนาด 1 m and และสายเคเบิลหนัก ๆ

โดยทั่วไปแล้วกระแสไฟฟ้าแบบ DIY จะลดลงสูงสุด 50mV เพื่อ จำกัด การกระจายพลังงานสำหรับตัวต้านทาน shunt ของพลังงานจากนั้นใช้อัตราขยายแรงดันสูง IC นี้ลดลงเพียง 24mV ดังนั้นการกระจาย @ 20A เป็นเพียง 480mW

นอกจากนี้ยังแยกได้ด้วยไฟฟ้า ดังนั้นจึงมีข้อดีหลายประการและ Allegro เชี่ยวชาญในการสร้างเอฟเฟ็กต์แบบไม่เป็นเชิงเส้นของเซ็นเซอร์ฮอลล์เพื่อชดเชยความคลาดเคลื่อนที่เหมาะสม

ปีศาจอยู่ในรายละเอียด เพียงเพราะเซ็นเซอร์สามารถวัดได้ถึง 20A ไม่ได้หมายความว่าคุณควรทำ

ทำไมคุณไม่ควร หากคุณใช้เซ็นเซอร์ดังกล่าวสำหรับการควบคุมบางรูปแบบและกระแสไฟเป้าหมายของคุณคือ 20A คุณไม่ต้องการเซ็นเซอร์ที่วัดได้เพียง 20A เท่านั้นเนื่องจากคุณจะหลวมรายละเอียดการวัด ในทำนองเดียวกันคุณจะไม่มีสิ่งบ่งชี้เกินปัจจุบัน

โดยทั่วไปแล้วคุณจะเลือกเซ็นเซอร์ 20A เมื่อคุณต้องการวัด / ควบคุม 10-15A ซึ่งจะช่วยลดความเครียดในปัจจุบันบนหมุด

อย่างไรก็ตามคุณจะประหลาดใจที่จำนวนขาดังกล่าวในปัจจุบันสามารถจัดการได้ หากคุณอ่านแผ่นข้อมูลจะเห็นได้ว่าความต้านทานที่เกี่ยวข้องของลูปนี้คือ 1.2mR ซึ่งจะทำให้เกิดการสูญเสียที่ 480mW นี่เป็นล็อตที่แย่มากและจะต้องดึงออกมาจากอุปกรณ์และสิ่งนี้จะผ่านการติดตามที่เชื่อมต่อ หมุดและการเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้องสามารถอยู่รอดได้ 5 เท่าของกระแสที่กำหนดเช่นกัน

โดยทั่วไปมีความแตกต่างระหว่างความสามารถในการวัดและความสามารถในการวัดอย่างต่อเนื่อง หากคุณต้องการใช้อุปกรณ์ดังกล่าวสำหรับการวัดอย่างต่อเนื่องคุณจะต้องจัดให้มีการจัดการระบายความร้อนที่เหมาะสมเพื่อให้ชิปและการเชื่อมต่อโดยรอบอยู่ภายในขีด จำกัด แผ่นข้อมูล

เป็นไปตามร่องรอย IPC-2152 ให้ทิศทางว่าต้องใช้ร่องรอยการไหลของกระแสเท่าไร

0.5 ออนซ์ -> ความกว้าง 60 มม.
1 ออนซ์ -> กว้าง 30 มม.
2 oz -> กว้าง 17 มม.
3 oz -> 12mm กว้าง
4 ออนซ์ -> 7.5 มม. กว้าง

ในทำนองเดียวกันสิ่งนี้สามารถรับรู้ได้จากหลายเลเยอร์เพื่อแบ่งปันโหลดปัจจุบัน

สำหรับการกำจัดความร้อนฟอยล์ทองแดงความหนามาตรฐานหนึ่งตาราง (1 ออนซ์ต่อตารางฟุต, หนา 1.4mils หรือ 35 ไมครอนหนา) มีความต้านทานความร้อนจากขอบถึงด้านตรงข้ามขอบของ 70 องศาเซนติเกรดต่อวัตต์ คุณสามารถวางแผนการกำจัดความร้อนจากไอซีที่วัดกระแสได้

ก่อนอื่นมีสองพินบนอุปกรณ์ที่พกกระแสและนักออกแบบได้ทำให้แน่ใจว่ากระแสจะถูกแบ่งอย่างเท่าเทียมกันระหว่างสอง

จำนวนสองขาไปประมาณ 0.8 ตารางมิลลิเมตรทองแดงประมาณสอดคล้องกับAWG20 อย่างที่คุณเห็นพวกเขาควรจะสามารถต้านทานประมาณ 50A เป็นเวลา 10 วินาทีก่อนละลายดังนั้น 20A จึงเป็นไปไม่ได้แม้ว่าจะค่อนข้างสูง