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2013年9月19日 (木)

電流検出ICのはなし

電流検出ICとは20130919_224111

従来電流検出にアナログ IC を使い、その出力を CPU の A/D コンバーターで読むのが普通だったが、問題はアナログ出力をケーブルで引き回して、CPUボードまで持ってこないといけない点だった。このような ICには MAXIM では MAX 4080 などアナログゲインが数種類用意されているので、便利だがCPUボードが遠い場合は不便だった。
 今回探したのが、同じ MAXIM でも MAX 9611という A/D コンバーターが入った ICで、I2C で電流や電圧を読んだり、内蔵の温度も測定出来る。
 下図のようにADC の前にセレクタがあり、電流を測定するだけでなく、かかっている電圧や、コンパレーターの入出力や温度も読める  ICだ。20130919_223628
 しかしながら、ちょっと手こずった点は、どの値を読むか読む前にセレクトしておかないと変換時間がかかるので、時間待ちが問題ない場合は良いが、多くの電流ポイントを読む場合問題になった。特に、電流だけでなく電圧や温度を読みたい場合は、まず電流を読んで、その後レジスタに電圧を読むように設定してそのデバイスは終了して次のデバイスを読みにいく...次に電圧を読んだら、今度は温度を読むように設定して、次のデバイスを読む...とシーケンスを工夫して無駄な時間がないようにする必要がある。
 この ICの良い点は、 A0,A1の2つのアドレスピンが4値アナログレベルに対応して、かける電圧で4つの組み合わせ x 2ピンで 16のアドレスが使えるところです。
最大 16個の電流/電圧を監視出来、しかも I2c の2ライン + GND/ +5V で引き回せるので、なかなか便利な ICです。
 高周波には注意を
ところがこの IC高周波アンプの電源には注意が必要です。
 たぶん入力保護にショットキーダイオードがついているためか、 100MHzあたりから 3GHzぐらいまでの高周波がこのセンサーラインに乗ると、保護ダイオードが検波して導通状態となるらしく、増幅アンプの出力が 0Vになってしまうのです。
 急遽入力ラインに EMI フィルターを入れたり、GND間にコンデンサーを入れたりして、高周波を落とすことで回避できました。周波数によってはシールドが必要になるくらい感度が高いのです。なにせ、数 mV の電圧を読んで電流を測っているのですから 感度が高いのも理解出来ますね。
 便利な IC も特性をつかんで使いこなすにはそれなりの経験が必要ですね。

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