Перейти к содержанию

ACS758 — датчик тока на эффекте Холла до 200 А

ACS758 — линейный датчик тока Allegro на эффекте Холла с толстой медной шиной внутри корпуса: от ±50 до ±200 А при сопротивлении 100 мкОм и гальванической развязке. Карточка по даташиту ACS758-DS Rev. 20: таблица исполнений, выводы, характеристики, схема включения, разрешение с АЦП и статус «не для новых разработок».

Обновлено Редакция GAW

Содержание

ACS758 — линейный датчик тока на эффекте Холла с медной шиной внутри корпуса: ток течёт от вывода IP+ к IP− через проводник сопротивлением 100 мкОм, а чоппер-стабилизированная микросхема рядом преобразует его поле в напряжение. Силовые выводы отделены от сигнальных — это гальваническая развязка без оптопар. Исполнения от ±50 до ±200 А рассчитаны на приводы, инверторы, зарядные устройства и защиту от перегрузки — там, где ACS712 с его 30 А не годится. С 14 марта 2025 года микросхема имеет статус Not for New Design, Allegro рекомендует вместо неё ACS772 и ACS773.

Коротко

  • Исполнения — ±50, ±100, ±150, ±200 А двунаправленные и 50–200 А однонаправленные; 10–60 мВ/А.
  • Шина — 100 мкОм типично; перегрузка 1200 А в течение 1 с при 25 °C (600 А при 150 °C).
  • Питание — 3–5,5 В, 10 мА типично, 13,5 мА максимум; заводская подстройка при 5 В.
  • Выход — VCC / 2 при нуле у двунаправленных, 0,6 В при 5 В у однонаправленных; нагрузка не меньше 4,7 кОм и не больше 10 нФ.
  • Скорость — полоса 120 кГц, фронт 3 мкс, задержка 1 мкс.
  • Изоляция — 4800 В действующего 60 с по UL 62368-1 (сертификация, по примечанию даташита, ещё не завершена), рабочее 960 В (основная) и 475 В (усиленная), импульс 8000 В, зазор и путь утечки 6,9 мм.

Выводы

Корпус CB — три сигнальных вывода и две силовые клеммы; формовка PFF (клеммы и выводы отформованы), PSF (клеммы прямые), PSS (всё прямое). Нумерация по Terminal List Table даташита:

ВыводНазваниеНазначение
1VCCпитание 3–5,5 В, конденсатор 0,1 мкФ на GND рядом с корпусом
2GNDобщий провод сигнальной части
3VIOUTаналоговый выход
4IP+силовая клемма: вход измеряемого тока
5IP−силовая клемма: выход измеряемого тока

Выход растёт выше VCC / 2, когда ток течёт от клеммы 4 к клемме 5. По чертежу зазор и путь утечки от клемм до сигнальных выводов — 7,25 мм, в таблице изоляции — 6,9 мм минимум; берём меньшую цифру.

Исполнения

Selection Guide и таблицы характеристик при VCC = 5 В:

ИсполнениеДиапазонЧувствительность, мВ/А (25 °C)Шум (10 нФ), мВНелинейностьТемпература
ACS758LCB-050B±50 А4010±1 %−40…+150 °C
ACS758LCB-050U0…50 А6015±1 %−40…+150 °C
ACS758LCB-100B±100 А206±1,25 %−40…+150 °C
ACS758LCB-100U0…100 А4012±1,25 %−40…+150 °C
ACS758KCB-150B±150 А13,34±1 %−40…+125 °C
ACS758KCB-150U0…150 А26,7¹8±1 %−40…+125 °C
ACS758ECB-200B±200 А103±1 %−40…+85 °C
ACS758ECB-200U0…200 А206±1 %−40…+85 °C

¹ В Selection Guide — 26,7 мВ/А, в таблице X150U — 26,6 мВ/А; расхождение в пределах округления. Буква после ACS758 — температурный диапазон (L, K, E), B/U — двунаправленный или однонаправленный, PFF/PSF/PSS — формовка, -T — тубы по 34 штуки. Чувствительность задана при 25 °C и плывёт: у 050B — 41 мВ/А ниже 25 °C и 39,4 мВ/А выше. Электрическое смещение при 25 °C — ±5 мВ у всех, в холодной области — до ±35 мВ у 050B и 200U и ±40 мВ у 050U. Магнитное смещение после перегрузки полным током — 100 мА (050), 150 мА (100), 205 мА (150), 230 мА (200). Полная ошибка: у 050B −1,2 % выше 25 °C и 2 % ниже, у 100B −1,3 и 2,4 %, у 150B −1,8 и 1,6 %, у 200B ±1,2 %.

Электрические характеристики

Общие для всех исполнений, VCC = 5 В, −40…+150 °C:

ПараметрУсловияМин.Тип.Макс.
Питание VCC3 В5,0 В5,5 В
Ток потреблениявыход разомкнут10 мА13,5 мА
Время нарастания / задержка10–90 %, COUT = 0,47 нФ, 25 °C3 / 1 мкс
Полоса (−3 дБ)25 °C, COUT = 0,47 нФ120 кГц
Нагрузка выходаVIOUT на GND4,7 кОм10 нФ
Симметрияполушкала IP99 %100 %101 %
Выход при нуле, B / UIP = 0, 25 °CVCC / 2 / 0,6 В
РатиометричностьVCC = 4,5–5,5 В100 %
Сопротивление шины25 °C100 мкОм
Тепловое сопротивление кристалл–средаплата Allegro, 2800 мм² меди 4 унции7 °C/Вт

Предельные значения: VCC 8 В, выход 28 В, ток выхода 3 мА вытекающий и 1 мА втекающий, кристалл до 165 °C. Полоса 120 кГц — расчётная, 0,35 / tr. Нулевой выход однонаправленного исполнения в определениях даташита описан дважды — как 0,12 · VCC и как 0,1 · VCC; таблицы дают 0,6 В при 5 В, то есть 0,12 · VCC.

Схема включения

Типовая схема даташита: VCC 3,3 или 5 В с конденсатором CBYP = 0,1 мкФ на GND, выход через резистор RF на конденсатор CF к GND и дальше на АЦП. Номиналы RF и CF Allegro не задаёт — «зависят от приложения»; шум в таблицах измерен с 10 нФ на выводе VIOUT, полоса — с 0,47 нФ. Ёмкость на выходе — не больше 10 нФ, нагрузка — не меньше 4,7 кОм.

  • Ток. I = (U − U0) / S, где U0 — выход при нуле, S — чувствительность. Ноль лучше измерить при выключенной нагрузке и вычитать программно: смещение ±5 мВ — это ±0,5 А у 200B (наш расчёт).
  • Ратиометричность. Ноль и чувствительность пропорциональны VCC: АЦП с опорным от того же питания исключает его колебания.
  • АЦП на 3,3 В. Либо питать датчик от 3,3 В — ноль 1,65 В, чувствительность 6,6 мВ/А у 200B (наш расчёт по ратиометричности) и дополнительная ошибка из примечания 2 даташита, либо делить выход резисторами с общим сопротивлением не меньше 4,7 кОм.
  • Нагрев. Потери на шине I² · R: 1 Вт при 100 А и 4 Вт при 200 А (наш расчёт); с 7 °C/Вт на плате Allegro это +28 °C при 200 А, на узкой дорожке — больше. Медь под клеммы — широкая, с обеих сторон платы, с переходными отверстиями.

Разрешение с 10-битным АЦП

Наш расчёт для АЦП с опорным 5 В (шаг 5 / 1024 ≈ 4,88 мВ) и типичной чувствительности:

ИсполнениеТок на один кодШум датчика в токе (10 нФ)Выход при полном токе
050B0,12 А0,25 А0,5…4,5 В
100B0,24 А0,30 А0,5…4,5 В
150B0,37 А0,30 А0,5…4,5 В
200B0,49 А0,30 А0,5…4,5 В
050U0,08 А0,25 А0,6…3,6 В
100U0,12 А0,30 А0,6…4,6 В
150U0,18 А0,30 А0,6…4,6 В
200U0,24 А0,30 А0,6…4,6 В

Разрешение в сотни миллиампер при шуме того же порядка: ACS758 — датчик для десятков и сотен ампер. Для малых токов с общим проводом берут шунт и монитор INA219 или INA226.

ACS758, ACS712 или шунт

ACS712 — та же идея в SOIC-8: ±5, ±20 и ±30 А при 185, 100 и 66 мВ/А (Selection Guide даташита ACS712-DS Rev. 22), перемычка 1,2 мОм, изоляция 2400 В с зазором и путём утечки 4 мм (у ACS758 — 4800 В и 6,9 мм), импульс 4000 В против 8000 В, полоса 80 кГц, шум около 0,1 А — 21 мВ размаха при 185 мВ/А с фильтром 47 нФ (наш пересчёт). Шунт точнее и дешевле обоих, но вносит падение напряжения и не изолирует: при 100 А шунт на 0,5 мОм рассеивает 5 Вт и отдаёт 50 мВ (наш расчёт) — посчитать можно в калькуляторе токового шунта. ACS758 берут, когда нужна развязка от силовой цепи на сотни ампер, ток переменный или импульсный, а точность в 1–2 % устраивает. Сравнение методов — в статье «Измерение тока», другие микросхемы — в разделе «Микросхемы датчиков».

Частые вопросы

Чем ACS758 отличается от ACS712?

Диапазоном и шиной. ACS712 измеряет до ±30 А через перемычку 1,2 мОм в корпусе SOIC-8, ACS758 — до ±200 А через медную шину 100 мкОм с винтовыми или паяными силовыми выводами. Изоляция у ACS758 выше: 4800 В действующего против 2400 В, зазор 6,9 мм против 4 мм. Полоса 120 кГц против 80 кГц. Чувствительность же ниже — от 10 до 60 мВ/А против 66–185 мВ/А, поэтому для токов до 5 А ACS758 не подходит: шум в пересчёте на ток у него 0,25–0,3 А.

Какой выход у ACS758 при нулевом токе?

У двунаправленных исполнений (буква B) — половина питания, 2,5 В при 5 В; у однонаправленных (U) — 0,6 В при 5 В. Выход ратиометрический: при VCC = 3,3 В ноль двунаправленного становится 1,65 В, а чувствительность падает пропорционально (наш расчёт по определению ратиометричности). Заводская настройка выполнена при 5 В, при другом питании Allegro предупреждает о дополнительной ошибке. За время службы ноль может уйти на ±25 мВ.

Сколько ампер приходится на один код 10-битного АЦП с ACS758?

Наш расчёт при опорном 5 В: шаг АЦП 5 / 1024 ≈ 4,88 мВ. Для 050B (40 мВ/А) это 0,12 А на код, для 100B (20 мВ/А) — 0,24 А, для 150B (13,3 мВ/А) — 0,37 А, для 200B (10 мВ/А) — 0,49 А. Однонаправленные вдвое чувствительнее: 050U — 0,08 А, 100U — 0,12 А, 200U — 0,24 А на код. Шум датчика при конденсаторе 10 нФ на выходе — 3–15 мВ, то есть 1–3 кода.

Можно ли ставить ACS758 в новую разработку?

Allegro с 14 марта 2025 года перевела ACS758 в статус Not for New Design: микросхема производится только для существующих заказчиков, образцы не поставляются, снятие с производства вероятно. Для новых схем Allegro рекомендует ACS772 и ACS773. Карточка полезна для ремонта и уже выпущенных плат и модулей.

Источники

  1. Allegro MicroSystems. ACS758xCB: Thermally Enhanced, Fully Integrated, Hall-Effect-Based Linear Current Sensor IC with 100 µΩ Current Conductor (ACS758-DS, Rev. 20, MCO-0000203, March 17, 2025) — статус Not for New Design от 14 марта 2025 и замены ACS772/ACS773; Selection Guide — исполнения, чувствительность, диапазоны температур; Absolute Maximum Ratings; Isolation Characteristics — 4800 В, рабочие напряжения, зазоры; Typical Overcurrent Capabilities; Thermal Characteristics — 7 °C/Вт; Terminal List Table — выводы; Common Operating Characteristics — VCC, ток, полоса, нагрузка, нулевой выход; таблицы X050B…X200U — чувствительность, шум, нелинейность, смещение, полная ошибка; Characteristic Definitions; чертёж корпуса CB
  2. Allegro MicroSystems. ACS712: Fully Integrated, Hall-Effect-Based Linear Current Sensor IC with 2.4 kVRMS Isolation and a Low-Resistance Current Conductor (ACS712-DS, Rev. 22, February 13, 2024) — Features — полоса 80 кГц, проводник 1,2 мОм, 66–185 мВ/А, SOIC-8, 5× перегрузка; Selection Guide — 05B ±5 А 185 мВ/А, 20A ±20 А 100 мВ/А, 30A ±30 А 66 мВ/А, −40…+85 °C; Isolation Characteristics — 2400 В скз 60 с по UL 62368-1, рабочее 297 В скз, импульс 4000 В, зазор и путь утечки 4 мм; Common Operating Characteristics — RPRIMARY 1,2 мОм, tr 3,5 мкс, полоса 80 кГц при 10 А размаха, нагрузка не меньше 4,7 кОм; табл. x05B — шум 21 мВ размаха при 185 мВ/А и CF = 47 нФ; для сравнения с ACS712
Страница помогла?

Нашли ошибку? ·

Смотрите также