RF:RF-CurrentDistPre

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Introduction

A placa de distribuição de correntes pré é utilizada para medir a corrente de alimentação de um dos módulo pré amplificador das torres amplificadoras em estado sólido do Sirius.

O CI utilizado é o sensor hall ACS724-20AU, que retorna uma tensão de 0-5V, proporcional a corrente máxima de 20A.

Essa placa é utilizada em conjunto com a RF-SIMuxBoard e a RF-SIMuxCBoard no crate RF-SSAMux .

A placa RF-CurrentDist é uma versão de oito canais canal desta, utilizada para medir a corrente de alimentação de quatro módulos amplificadores.

General description

A placa de distribuição de corrente, em conjunto com a RF-SIMuxBoard e a RF-SIMuxCBoard, dentro do crate RF-SSAMux, é responsável por medir e distribuir a corrente de alimentação dos módulos amplificadores em estado sólido do anel do Sirius.

Figure 1: Current Distribution Pre Top view picture.

Cada PCI é fixada no barramento de cobre interno da RF-SSAMux através do furo M6 contido na placa. Na Figure 2 é possível ver a seção onde não há máscara de solda - por ali é feito o contato elétrico entre a placa e o barramento de cobre.

A corrente é então distribuída em 2 ramos, onde cada um contém um sensor hall ACS724-20AU. Tanto o envio do sinal de saída quanto a alimentação dos sensores são feitos através do conector de 6 vias.

Após passar pelo ACS, a corrente é enviada para o módulo através dos conectores da Anderson Power vermelho e branco que podem ser vistos na Figure 1. Os módulos amplificadores estão conectados a esta placa através de cabos PP 2 vias.

Cada módulo amplificador necessita de 2 pontos de alimentação de 48V, dessa forma, esta placa é projetada para monitorar apenas 1 módulos - mais especificamente, um módulo pré amplificador

ACS724-20AU

O ACS724, mais especificamente o CI de part number ACS724LLCTR-20AU-T, é um sensor de efeito Hall fabricado pela Allegro MicroSystems. Esse componente suporta uma corrente unidirecional máxima de 20A e rejeita campos de modo comum através da sensitividade Hall diferencial.

Figure 2: Current DistributionPre Bot view picture.

O CI é alimentado com 5V e tem uma sensibilidade de 200mV/A e uma tensão de saída de (Vcc*0.1)V quando não há corrente. Assim, tensão de saída pode ser idealmente calculada da seguinte forma:

Ainda de acordo com o Datasheet, o CI tem um erro total de saída de ±0.7%, erro de sensitividade ±0.7% e um offset de tensão de ±6mV.

Anderson Power Connectors

A saída de corrente é feita utilizando conectores PP15/45 da Anderson Power, nas cores vermelha (P/N 1327FP) e branca (1327G7FP). Além disso, é utilizado o contato de cobre (P/N 1377G1) utilizado para ligar o conector a placa.

Esse conjunto fornece uma conexão compacta e de alta capacidade de corrente (até 55A por polo) para a alimentação dos módulos.

Layers

Esta PCI é composta por 4 layers.

As duas layers externas tem espessura de 4oz e são projetadas para suportar as altas correntes exigidas pelos módulos.

As duas layers internas tem espessura de 1oz e são responsáveis pelo plano de terra do circuito e também pela passagem dos sinais de nível TTL.

Versions Control

Table 1: RF-CurrentDistPre version control.
Version Date Description
V1I1 First manufacturing
V1I2 01/2021 Changed comunication connector

The schematic, bill of materials and all other files related to this crate can be found at:
\\centaurus\LNLS\Grupos\RF\Sirius DOC_TEC_RF\Sirius_DOC_TEC_RF\PCB Projects\Released Files\Sirius Current Aquisition\Current Aquisition Boards\Current_distribution_ACS724_pre

Devices in use

Table 2: RF-CurrentDistPre devices.
Device Name Device # Board Version Number of Boards Location
RA-ToSIA01:RF-SSAMux-1 001 V1I1 2 Storage Ring A SSA Tower 1
RA-ToSIA01:RF-SSAMux-2 002 V1I1 1 Storage Ring A SSA Tower 1
RA-ToSIA01:RF-SSAMux-3 003 V1I1 1 Storage Ring A SSA Tower 1
RA-ToSIA01:RF-SSAMux-4 004 V1I1 1 Storage Ring A SSA Tower 1
RA-ToSIA02:RF-SSAMux-1 005 V1I1 1 Storage Ring A SSA Tower 2
RA-ToSIA02:RF-SSAMux-2 006 V1I1 1 Storage Ring A SSA Tower 2
RA-ToSIA02:RF-SSAMux-3 007 V1I1 1 Storage Ring A SSA Tower 2
RA-ToSIA02:RF-SSAMux-4 008 V1I1 2 Storage Ring A SSA Tower 2


Device PVs

There is no PVs associated with this device.

Issues

Bad mechanical resistance

Problema: Como não há espaço para que os acessórios de montagem sejam fixados, o projeto original não contempla estes. Dessa forma, é difícil a conexão do conector, uma vez que este está fixo apenas pela haste de cobre soldada.

Solução provisória: O acessório de montagem foi utilizado em conjunto com uma abraçadeira plástica, como é possível ver nas figuras acima, melhorando consideravelmente a resistência mecânica.