DCモーター電流の検知

私は、DCモーターを流れる電流を小さな抵抗に流し、その両端の電圧を測定しています。このアナログ電圧をマイクロコントローラのADCに与えて、信号処理を行う必要があります。私の問題は、マイクロコントローラが絶縁された電源で動作し、検知される電圧が非絶縁側にあることです。アナログアイソレーターを使うのは良い解決策ではないと思います。これに対する1つの解決策は、非絶縁側で外部ADCを使用し、ADC出力をデジタル絶縁することですが、このADCは、モーターが他の方向に動作しているときに負の電圧を取ることができません。助けてください。

電流検出抵抗を使用して電流を検出し、絶縁境界を越えて値を転送する方法について質問しているとのことですが、決定が確定する前に、いくつかの代替案を検討する必要があります。

（帯域幅、パッケージング、現在の範囲などの仕様や要件を指定しなかったため、言及された特定のパーツは適切でない場合がありますが、おそらく正常に動作する幅広いパーツが利用可能です。 ）

ホール効果電流センサーにより、回路の「ホット」側に電子機器や直列抵抗を必要とせずに、電流を絶縁して検出できます。出力は、絶縁されたマイクロコントローラーへの直接接続に適するように選択できます。たとえば、3.3Vマイクロコントローラーがあり、検知する必要がある電流が+/- 12.5A未満の場合、Allegro MicrosystemsのACS711は、0〜3.3Vの線形出力電圧を提供し、0A電流は1.65を中心としますV.

これをマイクロコントローラで使用するには、VIoutをADCピンに接続します。

もちろん、これらのセンサーは、現在の感度、機能、パッケージが異なります。Digikeyはあなたの友達です。

「アナログアイソレーターを使用するのは良い解決策ではないと思います。」

お手伝いしたいのですが、私の答えはアナログアイソレータについてです。それらの何が問題になっていますか？彼らはこれのために作られました。

IL300は有用である可能性があります。

IL300は、0.01％という優れたサーボ直線性を備えています。モーターの電源からU1に電力を供給したい場合は、適切に切り離されていることを確認してください。

（Vccとフォトカプラの左右のグランドは明らかに異なります。）

（1）適切な性能のADCを備えた任意のuC。値を読み取ります。オプトカプラーを介してデジタルデータを送信します。

（2）絶縁境界を越えて線形電圧を複製できる「線形」オプトカプラーを購入できます

$ 2.85でIXYSのLOC110を入手できます。

• 0.01％サーボ直線性
• THD -87dB標準
• 広い帯域幅（> 200kHz）
• アナログ信号とデジタル信号を結合
• 低消費電力
• 8ピンフラットパックまたはDIPパッケージ（PCMCIA互換）

このデバイスには、1 x LEDと2 x整合フォトダイオードが含まれています。フォトダイオードのペアは、「サーボ」を生成するために使用されます。これにより、2つのフォトダイオード電流が一致し、入力電圧を推定できます。

Avago は、HCNR201製品のはるかに優れたデータシートとアプリノートを提供しています

いずれの場合も、I_PD1 = I_PD2であり、そこから回路に従います。
これらは、バイポーラ入力用の回路を含む追加の回路をアプリケーションノートに提供します。

デバイスは直列抵抗を介して電流駆動され、mAで「考える」ので、モーターのsense_resistor電圧をある程度確実に増幅する必要があります。全体的な順序で問題になることはほとんどありません。

1978年にリモートコントロールとカスタムテレメトリ設計上の電流フィードバックを備えた48V @ 1A DCモーターで同じ問題に直面しました。（現在はSCADAと呼ばれています）1MBpsのテレメトリリンクを設計していて、原子炉の電源棟から制御棟へのデジタルテレメトリーチャネルを使用して、約300m離れた場所にアナログ電流モニターが必要でした。

私のスペック：

• 1％エラーフルスケール
• 1％の直線性
• 1000 Hzのサンプルレート。
• 10mΩのシャントを備えたモーターの1Aの公称DC
• 10Ampストール。渦電流プローブがUチューブの中央で最大電力で動かなくなった場合。
• 過電流を検知してモータードライバーを20 ms停止する応答時間。

利用可能：

• 1 kHzのフレームレートでの1Mbpsデータテレメトリのいくつかのステータスビット。
• 100Kbpsの速度で制御コマンドを返信する6800 MCU。

私のデザインの選択：

• 電流による0.1％分解能のタコ回路パルスレート制御
• 脈拍数制御とワンショットを使用。テレメトリーへ
  • 0.1％= 1 pps
  • 1％= 10 pps
  • 10％= 100 pps
  • 100％= 1000 pps = 10Aフルスケール

ADCの代わりに、車のようなタココンセプトを使用しました...

• ここで、RPM =>可変パルスレート1ショット==>電圧計の蓄積電荷
• ここを除いて、モーター電流-広範囲のVCOとワンショットで増幅および制御されたパルスレート。
• パルスは、すべてのフレーム、同期モードで他のデータの800​​バイトの1ステータスビットとして送信されました。
• レシーバーはタコパルスを復元し、シンプルな積分回路はエッジ型リニアアナログメーターにモーター電流を表示します。
• ストール状態のセットポイントが自動的に検出され、ミリ秒以内に応答してモーターを5ミリ秒以内に停止しました。

ここで、同軸上のテレメトリではなく、オプトカプラーを備えた同様のタコ回路を使用する設計を検討してください。タコの設計は、精度に依存しないため、シンプルにすることができます。