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我正在尝试使用 TMCS1101A3B-Q1测量24VAC 电流。 I 关心的典型电流为150mA 至400mA、长时间持续。 负载是用于灌溉阀的24VAC 电磁阀(350mA 浪涌电流、190mA 保持电流、送电或取电流)。 1)我基本上只需要知道1)如果在几秒内看不到电流、或者2)如果电流在几秒内高于或低于150-400mA 范围、
在没有电流的情况下 、我预计输出信号为1.65V、电压为+/-9mV。 我实际上看到的是变化为+/-59mV 的1.731V。
此外、我每次从 ADC (MAX1240)读取数据时都会看到一个尖峰。
TMCS1101周围的布局如下所示:
TMCS1101左侧或右侧的任何层上都没有至少5mm 的覆铜。 ADC 距离为30mm (未显示)。 附近的 IC 是光耦合器。 这是一个4层电路板、其内层均为不间断 GND、外层为电源布线。 背面没有组件。
在没有电流的情况下、我看到了以下结果:
这些尖峰对应于我从 ADC 读取数据的时间(在这些图片中为30Hz)。 其余噪声每~3.5ns 大约+/-59mV 跳变、大概是在 TMCS1100积分器将新信号传播到输出时。
对于44mA 电流:
这里的低频为60Hz、因此传感器似乎在响应24VAC 44mA 负载。 但是、输出的噪声太大、我不认为它在该状态下可用、另外您还可以看到它比1.65V 高很多。
我的探头已校准。 探针 GND 是接地弹簧。 GND 和信号在传感器引脚上获取。 3.3V 电源电压稳定、也在传感器处进行测量。 有一个10uF 的大容量电容、加上 ADC 提供的4.7uF。 TMCS1101和 ADC 具有0.1uF 的去耦。
我的初始测试使用的是距离 ADC 2mm 的 TMCS1101。 我将它移至30mm 远的位置、以解决尖峰问题。 它不是(如上所示)、但尝试它确实意味着我在两个不同的 TMCS1101 IC 上看到了相同的行为。
1) 1)我看到的是典型的吗? (输出噪声、无电流的偏移不是1.65V)
2) 2) TMCS1101是否不适合我的用例? 我应该查看 INA225还是其他类型的产品? 我的3.3V 和24VAC 不共享 GND。
3) 3)为了获得可用的设计、我需要做什么?
我可以对输出信号进行 RC 滤波。 这是建议的和/或通常需要的做法吗? 考虑到上述灌溉阀的用例、哪些 R 和 C 值适合? 滤波不会帮助解决该失调电压远高于1.65V 的问题。
我该怎么办? 我可以在传感器的左侧和右侧放置槽。
您好、Nathan、
我想您在 TMCS1101中的一些测量中会看到一些噪声。 有关 噪声的讨论、请参阅该文档 www.ti.com/.../sboa518.pdf 第4.2节。 我无法解释没有电流输出电压的原因、因为误差可能来自外部磁场、我在前面的应用手册中也对此进行了介绍。 输出噪声或变化可能来自外部磁场或噪声。 对于地球磁场、我预计变化约为+/-20mV、但如果不移动、变化不应太大。
1)我看到的是典型的吗? (输出噪声、无电流偏移不是1.65V)
我认为变化是噪声、但在没有电流的情况下我无法解释变化。 如果通过 ADC 测量此值、则可能需要为 ADC 使用一个电容器。 如果为 ADC 放置一个 RC、请使用大于100Ω Ω 的电阻器。 如果您使用大于1nF 的电容器、这将消除最大容性负载的任何问题。
2) TMCS1101是否不适合我的用例? 我应该查看 INA225还是其他类型的产品? 我的3.3V 和24VAC 不共享 GND。
您不能使用 INA225、因为电压不能低于其 GND 引脚。 我建议使用 TMCS1101并校准失调点、然后添加 RC 滤波器。
3)我需要做些什么才能有一个可用的设计?
我认为添加一个 RC 滤波器、这些值取决于您所需的频率和采样频率。 较大的电容器将需要更长的充电时间、因为您希望确保在下一次采样之前电容器充满电。 这将消除大部分噪声。
Dang、我之前没有看到该文档。 非常乐于助人,谢谢! 我在互联网上搜索"TMCS1101噪声"之类的东西、但是没有找到答案。 下次我会更小心地寻找正确的位置。
看起来像1K 欧姆和300nF RC 滤波器会为我提供一个530 Hz 的截止频率。 对于24VAC @ 60Hz 的120Hz 采样率来说似乎没问题。
我使用的是 TMCS1101-A3B。 考虑到我关心的电流在150-400mA 范围内、我使用 A4B @ 5V 是否会更好? 凸轮 A4不是3.3V。
如果仍然具有偏移、在进行滤波后、我想我将会进行补偿。 无论如何、传感器的范围都要远高于我需要的范围。
您好、Nathan、
很抱歉文档很难找到。 我们的大多数文档都包含在技术文档的应用手册下。 我不确定标题是否会让你看到这份文件。 我会使用5V、如果连接到具有3.3V 电压的 ADC、请使用分频器、或者如果有基准、则可以使用 TMCS1100、然后将输出削波到3.3V。
此致、
哈维尔
谢谢 Javier! 我将尝试以下操作。 请告诉我是否有改进的地方!
Nathan、
我从未将输入直接交流耦合到 ADC。 我需要看看这将如何影响 SAR 加上没有直流偏置。 您是否需要交流耦合? 另外、通常输入电容器接地、通常称为充电桶。 我知道基础知识、但我们有一些有关 SAR ADC 输入级的工具。
如果您不需要交流耦合,我将移除 C7并将16pF*20=320pF 的电容器连接到 GND (可能更大,因为您的采样带宽较慢)
有关 ADC 的更多信息、请参阅以下培训视频: https://www.ti.com/video/series/analogue-to-digital-converters-adcs.html
谢谢视频链接、今天晚些时候、我会尽快观看。
可能我误解了、但我认为原理图中没有交流耦合? C7处为3.3VDC。 IN+/-为24VAC、TMCS1101输出0-5VDC、分压器电压范围为0-3.3VDC、经过 RC 滤波、然后到达 ADC。
您是说保留我拥有的、但在 TMCS1101之前使用一个电容器来阻断一半的交流元件吗?
最后、我只想读取~100-400mA 范围内的24VAC 螺线管的电流。 我没有结婚,我有任何东西,我很高兴把它扔掉,做别的事情。
啊,我必须瞎眼,谢谢! 一旦我验证了新电路板、我就会将其标记为已解决。