www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Problem: Summierverstärker mit AC und DC - Opto IL300


Autor: christian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen!

Ich habe eine Ausbildung zum Elektroniker für Geräte und Systeme hinter 
mir (2008) und beschäftige mich seit ca. 3 Jahren mit der Entwicklung 
elektronischen Schaltungen. Da ich vorwiegend im Bereich Digital- und 
Mikrocontrollertechnik (in der Praxis Feldbuskomponenten und Baugruppen 
für Industriesteuerungen; Hard- u. Softwareentwicklung) entwickelt habe 
und mich nun auf mein Studium etwas vorbereiten wollte habe ich so vor 
nem halben Jahr mal angefangen mich mit etwas Analog- bzw 
Leistungselektronik zu beschäftigen (Linear geregelte Netzteile, 
Verstärker usw).

Ich habe ein Problem, bei dem ich absolut nicht weiterkomme:

Ich möchte eine Spannung aus einem AC-Stromnetz z.B. 230 oder 400V 
galvanisch getrennt übertragen, dabei soll aber die Möglichkeit gegeben 
sein, dass auch Gleichspannungen übertragen werden können (Primärkreis 
im Schaltnetzteil oder moderne Hochvolt-DC-Motoren).
Damit scheiden Trafos u. Übertrager schonmal aus.

  L
  |
  |
 990k   Teiler 1:100
  |                            Spannung, die Übertragen werden soll (U1)
  |------------------------------------------>
  |
 10k
  |
  |
  N

U^+325V (vor Teiler) bzw nach dem Teiler dann +- 3,25Vss (U1)
|    **                 **
|                      
|                  *
|                 *
|*--------*--------*---------->
|                
|               
|              
|             **    (Bsp.:Sinusform)
u^-325V

Diese Spannung möchte ich mit einem Linearen Optokoppler vom Typ IL300
übertragen. Da der Opto aber nur mit Strömen im positiven Bereich 
betrieben werden kann, wollte ich die Spannung U1 mit einem 
Summierverstärker auf ein passendes "Übertragungsfenster" für den Opto 
vorbereiten, also einen Offset so einstellen, dass die Sinuswelle dann 
halt von +4,5V bis +3,5V (Beispiel so aus der Luftgegriffen!) schwingt 
und 4V sozusagen der Nullpunkt ist.

Auf der Ausgangsseite wird dann das Signal wieder so aufbereitet, dass 
man ein 1:1 Signal hat oder die im Beispiel erwähnte Sinuswelle dann 
zwischen 0 und 5v (also 2,5V Offset) liegt.(Damit man z.B. mit einem 
nicht so vertrauenswürdigen Scope in "gefährlichen" Schaltkreisen messen 
kann oder das Signal  mit nem µC verarbeiten könnte.)

Ich weiß nun nicht so ganz, wie ich einen OP samt Versorgung da 
integrieren soll? Ich wollte von der Ausgangsseite mit einem DC-DC 
Wandler (z.B. NME0505) die gefährliche Seite versorgen (Damit der 
Signaleingang möglichst nicht belastet wird) und habe eine Schaltung 
(Summierverstärker mit single supply 0-5V und besagtem Spannungsteiler 
mit LTspice simuliert - kamm aber nur Müll raus. LT-Schaltplan ist 
leider grad auf nem anderen Rechner sah aber ungefähr so aus:

                       5V
L---------            __|_
|                    |    | (gewöhnlicher Summierverstärker mit OP
|                    |    |  [schematisch dargestellt])
|Teiler-------U1-----| add|
|             Ux ----|    |---------------out
N-----               |____|
     |------------------|-------GND

Die AC- bzw DC-Quelle sind unabhängige Quellen wo einfach die Massen 
verbunden wurden. OP-Schaltung ist ein normaler Summierverstärker mit 
Pluseingang als Summiereingang.

Glaube nicht das der Fehler bei den Simulationseinstellungen oder so lag 
sonern eher zwischen Stuhl und PC :]...
Nee im Ernst ob ich irgendwann mal was verpasst hab keine Ahnung...hatte 
nicht soviel am Hut mit Netzspannung bisher, höchstens mal mit Relais 
oder Triac irgendwelche Verbraucher schalten und was man halt so an 
Theorie in der Berufschule macht.

Ich hoffe mal das mir hier weitergeholfen werden kann. Habe schon im 
Netz und hier gesucht aber finde immer nur Sachen wo z.B. das 230V 
Signal mit einem Diode-Kondensator-Vorwiderstand-Opto übertragen wird um 
einen Impuls galvanisch zu trennen usw. (Diverse Beiträge u.a. hier im 
Forum, z.B. um Netzspannung zu überwachen).

Wie stelle ich das nun mit meiner Versorgungsspannug an? Muss ich die 
Potentiale irgendwie mit ner Diode entkoppeln (wie hebt man die dann 
wieder auf?)? Irgendwie habe ich den Verdacht, dass ich den Wald vor 
lauter Bäumen nicht sehe????

Sorry ist ein bißchen lang aber weiß gar nicht so genau wie ich mein 
Problem beschreiben soll!

Danke für eure Hilfe,

Gruß Christian

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  christian (Gast)

>Summierverstärker auf ein passendes "Übertragungsfenster" für den Opto
>vorbereiten, also einen Offset so einstellen, dass die Sinuswelle dann
>halt von +4,5V bis +3,5V (Beispiel so aus der Luftgegriffen!) schwingt
>und 4V sozusagen der Nullpunkt ist.

Im Prinzip ja, nur dass die LED im Optokoppler eher stromgesteuert ist. 
Also eher 5mA +/-4mA oder so.
Im Datenblatt vom IL300 ist die passende Schaltung incl. Kompensation 
drin.

>nicht so vertrauenswürdigen Scope in "gefährlichen" Schaltkreisen messen
>kann oder das Signal  mit nem µC verarbeiten könnte.)

Tja, so arbeiten galvansich getrennte Tastköpfe.

>(Summierverstärker mit single supply 0-5V und besagtem Spannungsteiler
>mit LTspice simuliert - kamm aber nur Müll raus.

Machs dir mal nicht unnötig schwer und bau erstmal was mit bipolarer 
Versorgung, so +/-5V oder so. Single Supply ist aufwändiger.

>nicht soviel am Hut mit Netzspannung bisher, höchstens mal mit Relais
>oder Triac irgendwelche Verbraucher schalten und was man halt so an
>Theorie in der Berufschule macht.

Dann ist dein Vorhaben recht sportlich.

>Sorry ist ein bißchen lang aber weiß gar nicht so genau wie ich mein
>Problem beschreiben soll!

Fang mit der Schaltung im Datenblatt an.

MfG
Falk

Autor: christian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>>Summierverstärker auf ein passendes "Übertragungsfenster" für den Opto
>>vorbereiten, also einen Offset so einstellen, dass die Sinuswelle dann
>>halt von +4,5V bis +3,5V (Beispiel so aus der Luftgegriffen!) schwingt
>>und 4V sozusagen der Nullpunkt ist.

>Im Prinzip ja, nur dass die LED im Optokoppler eher stromgesteuert ist.
>Also eher 5mA +/-4mA oder so.
>Im Datenblatt vom IL300 ist die passende Schaltung incl. Kompensation
>drin.

Jo das ist wahr aber soweit ich weiß ergibt sich dieser Strom ja aus der 
angelegten Spannung und dem Vorwiderstand + dynamischer Widerstand der 
LED im Opto...oder man baut halt nen Stromtreiber.

>>nicht so vertrauenswürdigen Scope in "gefährlichen" Schaltkreisen messen
>>kann oder das Signal  mit nem µC verarbeiten könnte.)

>Tja, so arbeiten galvansich getrennte Tastköpfe.

Das ist mir bereits bekannt. Ausserdem habe ich schon Schaltungen mit 
Summierverstärkern mit Single-Supply z.B. für analoge Messumformer 
simuliert und gebaut und glaube nicht das das der Punkt ist an dem mein 
Vorhaben scheitert...was nützen mir denn dann sonst die negativen 
Halbwellen, wo ich einen Optokoppler ansteuern will?
Ja das Datenblatt des IL300 Habe ich mir vorher auch schon angesehen, 
doch da wird nichts über die Versorgung auf der Eingangsseite gesagt bzw 
wo sie herkommt.

Es geht mir in diesem Beitrag nicht um die Funktion des IL300, sondern 
um die generelle Frage, ob ich die Massen z.B. einfach so verbinden kann 
oder entkoppeln muss bzw wie generell in solchen Fällen vorgegangen 
wird. Ich hatte das auch mit einem Spannungsfolger/Impedanzwandler vorm 
Summierer simuliert um auszuschließen, dass der Eingangsstrom in den OP 
nicht zu niedrieg ist der und das hat auch nicht funktioniert!

Aber danke schonmal für die Schnelle Rückmeldung

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.