【选型】替换Allegro ACS712的霍尔电流传感器芯片MLX91210应用于恒电位仪，输出电流可选量程更大

时间： 2020-08-19 来源：世强

技术问答

埋地建设的一些钢质管道、地基结构和钢质罐体，以及在海水环境中的轮船和海上平台容易产生电化学腐蚀，针对这种环境中的钢质材料目前在工程应用中普遍采用的有效的防腐技术是外加电流阴极保护。外加电流阴极保护技术通常需要用到的外加电流设备为恒电位仪。恒电位仪是一个电流转换设备，它可以将输入的交流电流或者太阳板产生的直流电流转换为可调的恒电位、恒电压或者恒电流的直流输出。恒电位仪应用于外加电流阴极保护工程中，常见施工接线图如图1所示。

图1 恒电位仪施工接线图

图1中，恒电位仪采用交流单相220V输入，经内部电路转换，输出直流，输出阴极连接到被保护管道，输出阳极连接到布置在土壤中且在被保护管道周围的辅助阳极，参比电极连接到布置在土壤中的基准电极，反馈被保护管道与周围土壤的电位差。恒电位仪输出电流的方向是从输出阳极流向辅助阳极，再经土壤流向被保护管道，再流回输出阴极回到恒电位仪，形成闭环回路。恒电位仪的外加电流使得被保护管道的电位低于周围土壤，通常要求低于-850mV，达到防腐蚀的目的。

本人现有恒电位仪设计方案为，220V单线交流输入，AC/DC开关电源模块实现隔离可调直流输出，输出额定值为30V/20A，能够实现恒电流，恒电压和恒电位输出。恒电位仪需要测量输出电流，用于实时闭环调节及过电流保护，原方案中采用了ALLEGRO公司的ACS712 霍尔电流传感器芯片测量输出电流，实现了输出电流的隔离测量。ACS712的电路原理图如图2所示。

图2 ACS712电路原理图

本人出于以下两点原因，考虑增加此芯片的可选型号，能够不用更改电路板的情况下直接替换：

1. 增加供应厂家，保证货源；

2. 适应不同输出电流恒电位仪产品需求，如此电路板可用于10A、20A，30A，40A，50A等不同输出电流恒电位仪的生产。

为此，本人选择了迈来芯MELEXIS的MLX91210系列芯片，MLX91210系列有25～75A不同的测量量程，它具有ACS712相同的SOIC-8封装。MLX91210的测量电路原理图如图3所示。

图3 MLX91210的测量原理图

改用迈来芯melexis的MLX91210系列芯片的电路图，只需要删除一个电容即可，实际生产过程中，电路板无需改板，原电路板电容C120用一个0欧姆电阻替代。

图4 MLX91210和ACS712实物对照图

MLX91210系列芯片和ACS712系列芯片对比，主要的技术参数如下表所示。

采用ACS712-20A和MLX91210-CAS-102进行实物电路板测试，改用MLX91210-CAS-102的实物电路板如图5所示

图5 改用MLX91210-CAS-102的电路板实物图

用MLX91210-CAS-102替换ACS712-20A后，在不同输出电流的情况下，对电路板进行了测试，将两种芯片的测量结果进行对比，如下表所示。

MLX91210-CAS-102的输出灵敏度为40mv/A，ACS712-20A的输出灵敏度为100mv/A，实际使用中只需要修改恒电位仪的微控制器软件，便可实现为完全替换。

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全部评论（1）

江龙小昊哥 Lv5. 技术专家 2020-10-20

mark，目前做电机相电流检测，刚好可以选用

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