STMicroelettronica
UM3408
Manuale d'uso
Kit di valutazione UM3408
Introduzione al kit di valutazione STEVAL-AETKT4V1 per misure bidirezionali ad alta precisione e ad alto volumetage senso attuale amplificatori
Introduzione
La famiglia TSC202x è un senso attuale amplificatore appositamente progettato per misurare con precisione la corrente tramite amplusingando il volumetage attraverso una resistenza shunt collegata al suo ingresso. Si tratta di una topologia a deriva zero che consente di raggiungere un elevato livello CMRR di 100 dB min e un elevato livello di offset di ingresso voltage di 200µV a 12V in modalità comune voltagee temperatura eccessiva.
Sono disponibili più versioni a guadagno fisso (x20, x50, x100) per l'ottimizzazione del design. Grazie all'uso di resistori a film sottile, TSC202x offre un guadagno estremamente preciso e prestazioni CMRR molto elevate anche nell'intervallo di alta frequenza. Inoltre, c'è la possibilità di fissare il volume di modo comune in uscitatage consente al TSC202x di essere utilizzato come sensore di corrente unidirezionale o bidirezionale amppiù vivace.
TSC202x fornisce un intervallo comune di ingresso esteso da -4 V al di sotto della tensione di alimentazione negativatage fino a 100 V, consentendo il rilevamento della corrente sia sul lato basso che su quello alto, mentre i dispositivi TSC202x possono funzionare da 2.7 a 5.5 V.
Il TSC202x ha incorporato un sistema per ottimizzare il rigetto PWM, consentendo di ridurre l'effetto del volume di modo comune di ingresso velocetage variazione, sul segnale di uscita.
I parametri sono molto stabili nell'intero intervallo Vcc e diverse curve di caratterizzazione mostrano le caratteristiche del dispositivo TSC2020 a 2.7 V e 5.0 V. Inoltre, le specifiche principali sono garantite in intervalli di temperatura estesi da -40 a 125 °C.
Figura 1. Kit di valutazione STEVAL-AETK4TV1
Avviso: Per un'assistenza dedicata, invia una richiesta tramite il nostro portale di supporto online all'indirizzo www.st.com/support.
Sopraview
- Ampio volume di modo comunetage: da -4 a 100 V
- Elevata reiezione di modo comune (CMR): 100 dB min.
- Volume offsettage: ±150 µV max.
- Deriva offset: 0.5 µV/°C max.
- Rifiuto PWM migliorato
- Alimentazione da 2.7 a 5.5 V voltage
- Guadagna da 20 a 100
- Errore di guadagno: 0.3% max.
- Intervallo di temperatura da -40 a 125°C
- Conforme alla direttiva RoHS
Collocamento
Il connettore J5 (5 pin) posto sul lato destro della scheda permette di impostare la tensione di alimentazionetage, volume di uscita in modalità comunetage, e leggere il volume di uscita del senso correntetage.
I connettori J1 e J3 consentono una rapida impostazione della tensione di modo comune in uscitatage.
Il connettore J4, sul lato sinistro della scheda, serve per impostare gli ingressi del sensore di corrente TSC202x.
Figura 2. Presentazione del consiglio
Funzionamento unidirezionale/bidirezionale
Il volume di modo comune di uscita del TSC202xtagil livello può essere impostato grazie al volumetagviene applicato sui pin Vref1 e Vref2. Questi due pin consentono di impostare il dispositivo in modalità bidirezionale o unidirezionale. Il voltage applicata su quei pin non deve superare l'intervallo Vcc. Non c'è differenza tra entrambi i pin di riferimento, il voltage può essere applicato indifferentemente all'uno o all'altro pin.
3.1 Funzionamento unidirezionale
La modalità di funzionamento unidirezionale consente al dispositivo di misurare la corrente attraverso una resistenza di shunt in una sola direzione. Il riferimento di uscita può essere Ground o Vcc e può essere impostato utilizzando i pin Vref1 e Vref2 per la regolazione.
3.1.1 Riferimento a terra
Figura 3. Uscita riferita a terra 
Nella configurazione descritta nella Figura 3, sia il pin Vref1 che il pin Vref2 sono collegati a terra. Il modo comune di uscita voltage viene quindi impostato automaticamente su GND e il volume di uscita generaletage può essere espresso come equazione (1):
Vout = (IN + − IN−) *Guadagno
Questa configurazione consente l'uscita a piena scala in modalità unidirezionale. Consente di misurare una corrente che scorre nello shunt da IN- a IN+.
3.1.2 Riferimento Vcc
Figura 4. Output riferito a Vcc
Nella configurazione descritta nella Figura 4, il pin Vref1 e il pin Vref2 sono collegati all'alimentazione Vcc. Il volume di modo comune in uscitatage viene quindi impostato automaticamente su Vcc voltage e il generale l'output ha messo voltage può essere espresso come equazione (2):
Vout = (IN + − IN −) *Guadagno + Vcc
Questa configurazione consente all'uscita a piena scala in modalità unidirezionale di misurare una corrente che scorre nello shunt da IN+ a IN-.
3.2 Funzionamento bidirezionale
La modalità di funzionamento bidirezionale consente al dispositivo di misurare le correnti attraverso una resistenza di shunt in due direzioni.
Il riferimento di uscita può essere impostato ovunque all'interno dell'intervallo di alimentazione. Se il valore di tensione di modo comune di uscitatage è impostato a metà gamma, l'intervallo di misurazione della corrente su scala completa sarà uguale in entrambe le direzioni. Ciò si ottiene collegando un pin Vref a Vcc e l'altro pin Vref a Gnd come descritto dalla Figura 5. Alimentazione divisa.
3.2.1 Fornitura divisa
Figura 5. Fornitura divisa
Il grande vantaggiotage di questa configurazione è che il TSC202x può essere utilizzato in modalità bidirezionale con un'uscita in modalità comune voltage impostato a metà scala, con una precisione dello 0.2%, senza alcun componente esterno o alimentatore aggiunto. Questa configurazione consente di creare un offset ratiometrico a metà scala rispetto all'alimentatore.
Il volume di uscitatage può essere espresso come equazione (3):
3.2.2 Riferimento esterno voltage
Figura 6. Fornitura esterna
È possibile farlo collegando entrambi i pin Vref a un voltage riferimento come descritto dalla Figura 6. Alimentazione esterna.
Gli utenti possono impostare l'output in una configurazione non simmetrica, regolando Vref nel modo desiderato.
Se si desidera questa soluzione, si consiglia di tamponare il partitore di resistenza come illustrato in Figura 6. Alimentazione esterna grazie ad un Op precisoamp come il TSV711.
Il volume di uscitatage può essere espresso come equazione (4):
Quando il volume di modo comune di uscitatage viene fornito da un alimentatore esterno, per migliorare il volume di uscitatage misurazione, si consiglia di misurare la Vout in modo differenziale rispetto alla Vref voltage. Fornirà la migliore misurazione CMRR, la migliore immunità al rumore e un volume Vout più accuratotage. È possibile aggiungere anche una capacità di disaccoppiamento di almeno 1nF per filtrare meglio l'alimentazione
Resistenza allo shunt
IL STEVAL-AETKT4V1 offre la possibilità di saldare la resistenza shunt direttamente sul PCB. Sono stati definiti due footprint.
Uno shunt di collegamento a due fili come descritto nella Figura 7 e uno shunt di collegamento a quattro fili come descritto nella Figura 8.
Spetta all'utente scegliere lo shunt più appropriato per la sua applicazione. Se lo shunt scelto non è compatibile con entrambi i footprint, dovrebbe essere collegato all'esterno di questa scheda di valutazione.
| Figura 7. Collegamenti dei fili dello shunt 2 | Figura 8. Collegamenti dei fili dello shunt 4 |
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 |
La scelta della resistenza shunt è un compromesso tra gamma dinamica e dissipazione di potenza.
In genere, nelle applicazioni di rilevamento di correnti elevate, l'obiettivo è ridurre il più possibile la dissipazione di potenza (RI²) scegliendo il valore più piccolo di shunt come Rsense 
.
Nelle applicazioni a bassa corrente il valore Rsense potrebbe essere più alto, per minimizzare l'impatto del volume di offsettage del circuito sulla misurazione della precisione.
Il compromesso si verifica principalmente quando un intervallo dinamico di corrente da misurare è ampio, ovvero quando è possibile misurare con lo stesso valore di shunt da bassa corrente ad alta corrente. In genere, la scala completa della corrente (Imax-Imin) definirà il valore di shunt grazie alla piena tensione di uscitatage range e il guadagno del TSC202x. Il TSC202x offre la possibilità di lavorare con ∆Vout a piena scala = 100mV a Vcc-100mV con la massima accuratezza del guadagno di Eg=0.3%.
Al primo ordine l'intera gamma di corrente da misurare tramite Rsense può essere definita dall'equazione (5), semplicemente prendendo l'errore di guadagno e il volume di offset di ingressotage come parametri di imprecisione:
Diodo di protezione TVS
Mentre il TSC2020 di rilevamento della corrente lato alto è naturalmente ben immunizzato contro le ESD in un ambiente controllato come un laboratorio o un sito di produzione, grazie al suo buon livello di immunità CDM e HBM, deve essere protetto quando viene utilizzato in un ambiente non controllato. Per garantire la migliore immunità ESD, si consiglia di utilizzare TVS a diodo transitorio veloce in modalità unidirezionale o bidirezionale a seconda dell'applicazione in cui viene utilizzato il TSC2020.
La scheda madre STEVAL-AET041V1 consente di aggiungere la protezione TVS come ad esempioample SMAJ70A per il dominio industriale o SM4T82AY per applicazioni automotive. Questi TVS consentono al TSC2020 di funzionare praticamente su tutto il suo intervallo di modalità comune di ingresso, con un Vicm da -0.7 V fino a 82 V. I diodi TVS non sono montati.
Figura 9. Impronta del diodo TVS
Collegamento della scheda figlia
Il kit di valutazione STEVAL-AETKT4V1 consente di utilizzare 3 diversi sensori di corrente amplifiers, e ciascuno di essi può essere collegato alla scheda madre STEVAL-AET041V1 come suggerito dalla figura 10.
Figura 10. Collegamento della scheda figlia
Schemi schematici
Figura 11. Schema del circuito STEVAL-AET041V1B
Figura 12. Schema del circuito STEVAL-AET042V1B
Figura 13. Schema del circuito STEVAL-AET043V1B
Figura 14. Schema del circuito STEVAL-AET044V1B
Elenco dei materiali
Tabella 1. Distinta base STEVAL-AETKT4V1
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/valore | Descrizione |
| 1 | 1 | Tabella 2 | Scheda principale | |
| 2 | 1 | Tabella 3 | Scheda figlia Gain20 | |
| 3 | 1 | Tabella 4 | Scheda figlia Gain50 | |
| 4 | 1 | Tabella 5 | Scheda figlia Gain100 |
Tabella 2. Elenco dei materiali STEVAL-AET041V1B
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/valore | Descrizione | Fabbricante | Codice ordine |
| 1 | 1 | C1 | 100nF | CONDENSATORE CERAMICO, X7R, da -55°C a 125°C | WURTH ELETTRONICA | 8.85012E+11 |
| 2 | 1 | C2 | 1µF | CONDENSATORE CERAMICO, X7R, da -55°C a 125°C | KYOCERA AVX | 08051C105 K4T2A |
| 3 | 2 | C3, C4 | 1nF | CONDENSATORE CERAMICO, X7R, da -55°C a 125°C | WURTH ELETTRONICA | 885012207 116 |
| 4 | 4 | C5, Cc1, Cc2, Cd | NC | CONDENSATORE CERAMICO | Qualunque | |
| 5 | 2 | D1, D2 | NC | DIODO – TVS – SMAJ70A | Qualunque | |
| 6 | 2 | J1, J3 | SIP 1×3 MASCHIO | CONNETTORE – HEADER, – 40°C a 125°C | WURTH ELETTRONICA | 61300311121 |
| 7 | 1 | J4 | MORSETTIERA | CONNETTORE – MORSETTIERA | OSS DI CAMDENB | CTBP0708/2 |
| 8 | 1 | J5 | SIP 1X5 MASCHIO | CONNETTORE – HEADER, da -40°C a 125°C | WURTH ELETTRONICA | 613005111 21 |
| 9 | 4 | M-01, M-02, M-03, M-04 | 8MM | COPERTINA ANTISCIVOLO, da -34°C a 65°C | M3 | SJ5076 |
| 10 | 8 | PAD1, PAD2, PAD3, PAD4, PAD5, PAD6, PAD7, PAD8 | – | MINI PRESA, da -65°C a 125°C | CONNETTIVITÀ TE | 5050935-2 |
| 11 | 2 | R1, R2 | 0 | RESISTENZA, da -55°C a 175°C | PANASONI C | Modello: ERJH3G0R 00V |
| 12 | 1 | R3 | 0 | RESISTORE | VALSIN | MR08X000 Codice articolo |
| 13 | 1 | 1 rupie | Da definire | RESISTORE – SHUNT | ||
| 14 | 1 | 2 rupie | Da definire | RESISTORE – SHUNT | OAR1 – R020FI | |
| 15 | 1 | U2 | TSC2020, MSO 8 | IC – Alto volumetage, Precisione, Rilevamento della corrente bidirezionale amplificatore MSO8 | ST | TSC2020 |
Nota: La scheda STEVAL-AET041V1B è fornita con il kit e non è disponibile per la vendita separatamente.
Tabella 3. Elenco dei materiali STEVAL-AET042V1B
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/valore | Descrizione | Fabbricante | Codice ordine |
| 1 | 1 | C1 | NC | CONDENSATORE | Qualunque | |
| 2 | 2 | J1, J2 | 4 CENTIMETRI | CONNETTORE CI – BARRE MASCHIO-MASCHIO FRANTUMABILI, DA -55°C A 125°C | SAMTEC | TS-104-G-A |
| 3 | 1 | U1 | TSC2020, MSO 8 | IC – Alto volumetage, Precisione, Rilevamento della corrente bidirezionale amplificatore Guadagna x20r | ST | TSC2020 |
Nota: La scheda STEVAL-AET042V1B è fornita con il kit e non è disponibile per la vendita separatamente.
Tabella 4. Elenco dei materiali STEVAL-AET043V1B
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/valore | Descrizione | Fabbricante | Codice ordine |
| 1 | 1 | C1 | NC | CONDENSATORE | Qualunque | |
| 2 | 2 | J1, J2 | 4 CENTIMETRI | CONNETTORE CI – BARRE MASCHIO-MASCHIO FRANTUMABILI, DA -55°C A 125°C | SAMTEC | TS-104-G-A |
| 3 | 1 | U1 | TSC2021, MSO 8 | IC – Alto volumetage, Precisione, Rilevamento della corrente bidirezionale amplificatore Guadagna x50r | ST | TSC2021 |
Nota: La scheda STEVAL-AET043V1B è fornita con il kit e non è disponibile per la vendita separatamente.
Tabella 5. Elenco dei materiali STEVAL-AET044V1B
| Articolo | Quantità | Rif. | Parte/valore | Descrizione | Fabbricante | Codice ordine |
| 1 | 1 | C1 | NC | CONDENSATORE | Qualunque | |
| 2 | 2 | J1, J2 | 4 CENTIMETRI | CONNETTORE CI – BARRE MASCHIO-MASCHIO FRANTUMABILI, DA -55°C A 125°C | SAMTEC | TS-104-G-A |
| 3 | 1 | U1 | TSC2022, MSO 8 | IC – Alto volumetage, Precisione, Rilevamento della corrente bidirezionale amplificatore Guadagna x100r | ST | TSC2022 |
Nota: La scheda STEVAL-AET044V1B è fornita con il kit e non è disponibile per la vendita separatamente.
Versioni in kit
Tabella 6. Versioni STEVAL-AETKT4V1
| Finito bene | Schemi schematici | Elenco dei materiali |
| STEVAL$AETKT4V1A (1) | Diagrammi schematici STEVAL$AETKT4V1A | STEVAL$AETKT4V1A distinta base |
- Questo codice identifica la prima versione del kit di valutazione STEVAL-AETKT4V1. Il kit è composto da uno STEVAL-AET041V1B la cui versione è identificata dal codice STEVAL$AET041V1B, uno STEVAL-AET042V1B la cui versione è identificata dal codice STEVAL$AET042V1B, uno STEVAL-AET043V1B la cui versione è identificata dal codice STEVAL$AET043V1B e uno STEVAL-AET044V1B la cui versione è identificata dal codice STEVAL$AET044V1B.
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Solo per valutazione; non approvato FCC per la rivendita
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- Gli sviluppatori di prodotti per valutare componenti elettronici, circuiti o software associati al kit per determinare se incorporare tali elementi in un prodotto finito e
- Sviluppatori di software per scrivere applicazioni software da utilizzare con il prodotto finale.
Questo kit non è un prodotto finito e una volta assemblato non può essere rivenduto o commercializzato in altro modo a meno che non vengano prima ottenute tutte le autorizzazioni FCC richieste per le apparecchiature. Il funzionamento è soggetto alla condizione che questo prodotto non causi interferenze dannose alle stazioni radio con licenza e che questo prodotto accetti interferenze dannose. A meno che il kit assemblato non sia progettato per funzionare ai sensi della parte 15, parte 18 o parte 95 di questo capitolo, l'operatore del kit deve operare sotto l'autorità di un titolare di licenza FCC o deve ottenere un'autorizzazione sperimentale ai sensi della parte 5 del presente capitolo 3.1.2. XNUMX.
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Solo a scopo di valutazione. Questo kit genera, utilizza e può irradiare energia a radiofrequenza e non è stato testato per la conformità ai limiti dei dispositivi informatici ai sensi delle norme Industry Canada (IC).
Avviso per l'Unione Europea
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Avviso per il Regno Unito
Questo dispositivo è conforme alle normative sulla compatibilità elettromagnetica del Regno Unito 2016 (UK SI 2016 n. 1091) e alla restrizione dell'uso di determinate sostanze pericolose nelle normative sulle apparecchiature elettriche ed elettroniche 2012 (UK SI 2012 n. 3032).
Cronologia delle revisioni
Tabella 7. Cronologia delle revisioni del documento
| Data | Revisione | Cambiamenti |
| 03-Ott-2024 | 1 | Versione iniziale. |
| 14-Ott-2024 | 2 | Aggiornato Sezione 8: Distinta base. |
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UM3408 – Rev. 2
Documenti / Risorse
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Kit di valutazione STMicroelectronics UM3408 [pdf] Manuale d'uso TSC202x, Kit di valutazione UM3408, UM3408, Kit di valutazione, Kit |