突入電流測定で電流センスアンプが壊れる原因と対策
- 突入電流測定で電流センスアンプが壊れる原因を探る
- 購入したLTC6102HVを使用した突入電流測定において、100mAの電流が流れてICが壊れる現象が発生している
- 回路の電源を分けるとICが壊れる理由を解説し、対策方法を提案
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突入電流の測定で電流センスアンプが壊れる
電源（AC/DC24Vコンバータ)をONした時の突入電流を測定するために、 市販されているLTC6102HV（電流センスIC)と0.002Ωのシャント抵抗を組み合わせたアナログ電流測定モジュールなるものを購入し測定に用いたのですが LTC6102HVへの電源(TDK Z36-6-J)と突入電流測定が目的の電源（シャント抵抗と適当な負荷に電流を流すための電源）を分けて測定すると、Z36-6-Jで1-2秒100mA近くの電流が流れ、ICが壊れてしまいます。 LTC6102HVに100mAもの電流が流れて壊れる原因がわからないので教えてもらえると助かります。再現性も確認しております。 追記、このままじゃ回路図等無いので答えようが無いかと思われるのですが購入したモジュールのURL等はここに貼っても問題無いのでしょうか？ 回路を簡単に書くと 電源1(24V)＞シャント抵抗＞負荷＞グラウンド このシャント抵抗にかかっている電圧をLTC6102HVで拾い増幅したものをオシロスコープにて観測する予定でした。 電源2(Z36-6-J)の＋24VラインはLTC6102HVのV＋端子とVreg端子(0.1μFのコンデンサを挟んで）へのみ接続しています。 電源1と電源2、LTC6102HVのグランドは共通にしています。 電源を分けないで測定するとLTC6102HVは壊れず測定が出来るのですが、どうして電源を分けると壊れるのかがわからないので、ご教授下さい。 以下が今回用いたモジュールと接続図及び回路図です https://strawberry-linux.com/catalog/items?code=12056 https://strawberry-linux.com/images/ltc6102hv-connection.jpg https://strawberry-linux.com/images/ltc6102-block.gif 故障時は回路図の電源ジャンパをオープンにし、左の電源24V（負荷側）と右側の電源24V（LTC6102HVへの）を分け、右側を先にONしてから左側の電源を入れた、という流れでした。 ohkawaさん、その辺の高周波さんが仰っている-INF、-INS、＋INについては、左側の電源による24V付近が印加されているはずだと思っていました、また右側の電源も24Vですので、データシートの「V＋又はV-を基準にして、0.3V～20V」の範囲に入っているようにも思えるのですが何か認識が間違っているのでしょうか？
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データシートを見ると、何らかのタイミングでLTC6102HVの絶対最大定格の入力電圧範囲を超えているからではないですか。 特に-INF,-INSが。電源を分けなければそうはならない。 >-INF、-INS、＋IN、ENの各端子に印加可能な電圧は、V＋又はV-を基準に >して、0.3V～20Vの範囲です。 違います。個々に異なります。-INF,-INSはV+-4V～となっています。 壊れるタイミングは．．．ではなく、 電源1＝OFF、電源2＝ONの「状態」で壊れます。タイミングでは有りません。 推定ですが、 (電源2-10V)/(Rin＋ｼｬﾝﾄ抵抗＋負荷)＝電源2の電流表示(壊れる時の) の関係式が有ります。 ｼｬﾝﾄ抵抗:小さいので無視 10V:メーカー資料にあるブロック図の10Vﾂｪﾅｰのツェナー電圧 電源1＝ON、電源2＝OFFの「状態」では、何とも言えません。 取説には基板の電源ジャンパはショートする様に記載されてはいるが、 そうしないと破損するとも書かれていませんね。 「本モジュールは技術者向けの製品です」と有るので「分かってよね」と言う事か？ 追記 ジャンパーになっている理由は、デバイスのデータシートの１７ページ図７、図８の様に 負荷電流に加え自身の消費電流もモニター出来る様にする為だとか（負荷電流に対し、 自身の消費電流が無視出来ない場合を想定）、Vsenseを大きくしたい場合だとかですね。 回答(3) 本人は電子デバイスの事を分かってもいないのに、自己顕示欲の為か的外れな事振りかざして しゃしゃり出て見苦しい。今日は他の投稿を見ても特に酷い。 質問者さんにおかれましては、このヒトに関わらない方が良いですよ。 知らず知らずのうちに腐海に引き込まれます。そうでなくとも、ここがゴミ屋敷と化します。
その他の回答 (4)
回答(4) ohkawa氏 のあげたデータシートP.2の絶対最大定格に －INF、－INS ：（ V＋－4V）～（V＋＋0.3V） ＋IN ：（ V＋－20V）～（V＋＋1V） との記載があります。 よってV+が24Vなら入力可能範囲は －INF、－INS ：20V～24.3V ＋IN ：4V～25V となり、0Vを入力すれば絶対最大定格逸脱となり壊れても文句は言えないと なります。 見た感じ負荷駆動電圧が5V以下の時用にジャンパがあるといった感じだと推測します。 24Vでの測定だったら電池駆動のオペアンプで電流電圧変換して、オシロのACカップリングで見た方が楽ではないでしょうか。 安全のために参考ページに掲載されているような2ch仕様の疑似作動プローブの利用をお勧めします。 > 回答（3）後（ご）の先（せん）、アフターユー 電磁誘導でIC焼くとかどんな大電流の話だよ… 1kA、1usのパルス電流とか扱ってるけど機器が壊れたことはねーよ。 (ノイズで測定値が乱れることはある。)
LTC6102HVのアプリケーションノートをみると、検出器用の電源を別に準備 する必要なしに、測定したい電源のハイサイド出力電流をセンシングできる ことが特徴のようです。 絶対最大定格をみると、 -INF、-INS、＋IN、ENの各端子に印加可能な電圧は、V＋又はV-を基準に して、0.3V～20Vの範囲です。 電源を2つに分けた場合、電源投入・遮断の際に、双方の電源の立上がり 立下り特性が異なるため、-INF、-INS、＋IN、ENのいずれかの端子に 絶対最大定格を超える電圧が加わる可能性が濃厚です。 実際に壊れた状況を見ていませんので、的確な判断をすることはできませ んが、状況からみれば、-INF、-INS、＋IN、ENのいずれかの端子に絶対最 大定格を超える電圧が加わったことによって破壊したと考えるのが妥当 なように思います。 LTC6102HVは、別電源なしでハイサイド出力電流をセンシングできることが 特徴のようですので、格別の目的が無い限り、単電源で使うことをお勧め します。 ＞購入したモジュールのURL等はここに貼っても問題無いのでしょうか？ 参考資料の出典URLを記載することは、著作権を侵害する心配はないと 考えていいと思います。 回答(5)さんが記載なさっていますので、既に納得なさっていると思いますが、 LTC6102HV単体を動作させるためにV+に24Vを印加した状態で、 突入電流を測定したい電源をオフでスタンバイさせた状態では、 －INF、－INS 及び＋IN端子に印加される電圧は、ほぼゼロであり、 -24Vの電位差になります。 -INF、-INSの端子に許容される電圧は、V+に対して、-4V迄ですから -24Vが印加されれば、最大定格に対して大幅に超過した電圧であり、 LTC6102HVが壊れる事態に陥るとお考えください。 ＞もし引っかかるとするのであればなぜこのモジュールには電源ジャンパが ＞ついていて電源を分けられるようになっているのでしょうか？ アプリケーションノートを十分に読み返したうえで、メーカーに問い合わせ ましょう。 私ならば、次のように問い合わせると思います。 LTC6102HVを使い、24V出力直流電源の起動時の負荷に対する突入電流を 計測を予定しています。この場合、LTC6102HV自体の動作開始時の過渡現 象と、測定対象の過渡現象とをきちんと分離するために、測定対象とは 別の電源でLTC6102HVを動作状態に保っておきたいと考えています。 このような使い方をする場合の、応用回路をご教示下さるようにお願い します。
お礼
回答ありがとうございます。 追記の方に使用したモジュールのURL及び故障時の電源投入の順番を載せましたので加えて質問させてください。 ＞電源投入・遮断の際に、双方の電源の立上がり立下り特性が異なるため 上記の理由により、2つの電源が両方24Vでも-INS、-INF、＋INに「V＋又はV-を基準に、0.3V～20Vを超える」電圧がかかる瞬間が発生するのでしょうか？ それと、当方初心者につきよくわかっていないのでお聞きしたいのですが、電源を分けた場合、右側の電源のみONにした状態では-INS、-INF等は0V？に落ちていると思うのですが、この場合は「0.3V～20V」の条件には引っかからないのでしょうか？ また、もし引っかかるとするのであればなぜこのモジュールには電源ジャンパがついていて電源を分けられるようになっているのでしょうか？ 丁寧な回答ありがとうございます、おかげで疑問点がすっきりしました。 操作がよくわからず、良回答に入れられず申し訳ございません…
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お礼
回答ありがとうございます。 そういう現象もあるのですね、知りませんでした。。 他の方の回答とも合わせて引き続き検討してみたいと思います。
どうして壊れるのかまではわかりませんが 「このグランド配線は必ず必要です」と書いてありますよ。 Z36-6-Jから、Ｖ＋への電源電圧を32Ｖとかにすると 壊れないで済むでしょうか？ 回答（２）さんの追記より、 -INF,-INSの入力範囲は、V+-4V以下は禁止のようですので 26V程度で試してくださいませ。
お礼
回答ありがとうございます。 故障時も「このグランド配線は必ず必要です」という場所の配線はしておりました。 また、現在はモジュールが手元に無いため32[V]で試してみることは出来ない状況です。
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