Anwendungshinweise zum DRV401

Anwendungshinweise für das Stromsensor-IC
DRV401 mit VAC-Stromsensoren
Typischer Offsetripple an Vout mit dem DRV401 und M4645-X030 bei einem Messwiderstand von RM = 10Ω
1mV an Vout entspricht bei einer Primärwindung (N1 = 1) und einem Messwiderstand von RM = 10Ω einem Primärstrom von 25mA.
Ohne R3, R4,C3 und C4 und Ohne R3, R4,C3 und C4 und mit R3, R4,C3 und C4 und
ohne externen Filter mit externem einpoligem 100kHz-Filter mit externem einpoligem 100kHz-Filter
Vout [mV]
V(S1) [V]
15
10
5
0
-5
-10
-15
0 5 10 15t [µs] 20
Vout [mV]
2,5
1,5
0,5
-0,5
-1,5
-2,5
0 5 10 15t [µs] 20
Vout [mV]
1,25
0,75
0,25
-0,25
-0,75
-1,25
9/2006
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0 5 10 15t [µs] 20
Typische Zeitverläufe des DRV401 mit M4645-X030 Spannungsverlauf an Pin „PWM“
Spannungsverlauf an Pin „IS1“ Sondenstrom gemessen in Leitung „S1“ (PWM: hierzu invertiert)
6
5
4
3
2
1
0
-1
0 5 t [µs] 10
Logischer Ausgang OVER-RANGE (optional)
I(S1) [mA]
30
20
10
0
-10
-20
-30
0 5 t [µs] 10
V(PWM) [V]
6
5
4
3
2
1
0
-1
0 5 t [µs] 10
Der OVER-RANGE - Ausgang ist ein digitaler open drain- Ausgang, der „low“-aktiv ist, d.h. ein Überstrom liegt vor, wenn der Ausgang „low“ ist. Er benötigt einen
Pull Up - Widerstand R6 gegen VC von 1…10kΩ. Nur Überströme, die länger als 3µs ununterbrochen vorhanden sind, werden nach diesen 3µs angezeigt. Das
Signal verschwindet, sobald der Ausgang wieder in den Messbereich zurückkehrt.
Detektiert wird dabei die Übersteuerung der Ausgangstransistoren des Differenzverstärkers. Es wird also keine bestimmte Ausgangsspannung, sondern die
Sättigungsspannung kontrolliert, die wiederum vom externen Abschlusswiderstand des Differenzverstärkers abhängig ist.
Typischer Weise spricht der OVER-RANGE - Ausgang bei VC = 5,0V und Vref = 2,5V und externen Abschlusswiderstand des Differenzverstärkers >10kΩ an,
wenn die Spannung am Messwiderstand V(R1//R2) ≥ 625mV erreicht.
Achtung! Wird R1//R2 klein gegenüber dem Innenwiderstand der Kompensationsspule gewählt, so kann es sein, dass die Treiberausgänge Icomp1 und Icomp2
bereits in Sättigung sind, bevor die Spannung am Messwiderstand V(R1//R2) = 625mV erreicht wird. In diesem Fall können nur Überströme erkannt werden,
deren Frequenzanteil größer als 10kHz beträgt, da diese höherfrequenten Ströme transformatorisch übertragen und nicht durch die Sättigung der
Treiberausgänge begrenzt werden.
Beispiel für Strompuls von 500A mit RM = 10 Ω mit Stromsensormodul M4645-X211
600
500
400
300
200
100
0
IP[A]
Vdiff(Rm)
Vout - 2.5V
Ip
Overrange
U[V]
6
-100
-1
0 20 40 60 80 t[µs] 100
Ip [A] Vout [V] Overrange [V] Vdiff(Rm) [V]
Am Meßwiderstand RM fällt durch die transformatorische Übertragung des Stroms Ip kurzzeitig eine deutlich höhere Spannung Vdiff ab, als der Treiber zur
Verfügung stellen könnte.
Die Ausgangsspannung Vout-Vref bleibt dabei jedoch auf ca. 2,4 V begrenzt.
Der Ausgang OVER-RANGE zeigt diese Begrenzung nach 3µs an.
5
4
3
2
1
0