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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Highside Strommessung Schaltung


Autor: suche Schaltung für Strommessung (Gast)
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Ich such nach einer guten Schaltung um etwa 50A vernüftig mit nem 
Mikrocontroller messen zu können. Vor kurzem bin ich bei euch auf diese 
Schaltung gestoßen

was haltet ihr von der ?


liebe Grüße

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Autor: suche Schaltung für Strommessung (Gast)
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kleine Frage zu dem Baustein ?

wie siehts denn bei relativ schnellen Änderungen aus, sagen mir mal im 
µs Bereich, laut Datenblatt sieht ein Rechteck bei ner Verstärkung von 
10 noch relativ gut aus, bei 25 wirds aber schon deutlich schlechter. Da 
ich auch etwas höhere Ströme messen will und nicht so ne hohe 
Verlustleistung am Shunt haben will, würd ich gerne mit ner 100 fachen 
Verstärkung arbeiten. Dann sieht das Signal doch nicht mehr so gut aus ?

isses da nicht besser ne Schaltung wie die obere zu nehmen ?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> INA168
Oder nimm einen LT6101...
Oder such mal hier im Forum nach "High Side Strommessung"

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Autor: suche Schaltung für Strommessung (Gast)
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ich bin mir ehrlich gesagt nicht mehr Sicher obs nicht klüger wäre einen 
ACS758 anstatt eines Shunts zu nehmen.

Was ich mich aber gerade frage, braucht man beim ACS758 nicht noch 
irgendwelche zusatz geschichten ?

Autor: kennie (Gast)
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Mit den ACS Hallsensoren hab ich auch schon experimentiert. Ergebnis: Im 
unteren Amperebereich unbrauchbar. Nicht nur einfach ungenau sondern die 
Spannung steigt nichtmal mit steigendem Strom. Die Dinger sind halt nur 
für große Ströme weit über 1A brauchbar, darunter liefern sie ggf. nur 
Schrott.

Mit der oben geposteten Schaltung dagegen hab ich gute Erfahrung. Den 
Impedanzwandler durch OP2 hab ich allerdings weggelassen, hängt halt 
davon ab auf welchen Eingangswiderstand man das Signal geben will. Ich 
hab für OP1 einen TL081 OPV mit einem BS250 PMOS verwendet. Wichtig ist 
nur dass der OPV eingangsseitig rail-to-rail ist; der TL081 kann sogar 
Spannungen leicht über der pos. Versorgung verarbeiten. Wenn man einen 
PMOS statt bipolarem PNP verwendet hängt der Messfehler praktisch 
ausschließlich von den Widerstandstoleranzen und dem Offset des 
Operationsverstärkers ab. Beim PNP dagegen ergibt sich ein Fehler durch 
den Basisstrom, den der OPV nicht "sieht" aber der Messwiderstand schon 
an dem man die gemessene Spannung entnimmt. Im Prinzip funktioniert die 
Schaltung so, dass der OPV den PMOS so auf und zu regelt dass über R2 
die gleiche Spannung abfällt wie am Shunt. Ist der Shunt 0.1R und R2 1K 
dann ist dafür nur 1/10000stel des Stroms durch den Shunt notwendig. 
Dieser Strom fließt auch durch R3 bzw. P1 und erzeugt dort eine 
entsprechend große Spannung die auf Masse bezogen ist. Ich würde P1 
weglassen und für R3 einen Präzisionswiderstand von z.B. 10K verwenden; 
bei R2=1K hat man dann das 10fache der Spannung die am Shunt abfällt; 
das entspräche bei einem Shunt von 0.1R genau dem Strom in Ampere.
Wichtig ist im unteren Bereich die Offsetkompensation des Op-Amp, wobei 
man die nur so anstellen kann dass man den Strom durch den Shunt mit 
einem Multimeter misst und dann das Poti an den Offset-Pins solange 
dreht bis die Spannung korrekt ist. Voraussetzung hierfür ist aber, dass 
die Widerstände den korrekten Wert haben, daher gefällt mir hier P1 
nicht sonderlich. Ich würde hier wie gesagt präzisionswiderstände 
einbauen, dann hat man eine Fehlerquelle schonmal beseitigt und kann den 
Offset genau ausgleichen.

Autor: eProfi (Gast)
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MAX4080 und Co wären weitere Kandidaten.

Autor: Bierhaubitze (Gast)
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du könntest bei einer gleichstromanwendung einen "trafo" bauen, u kern, 
eine seite spule, andere dein kabel 2;3 mal rum wickeln. Die induzierte 
Spannung in der Spule ist dann abhängig von der änderung des stromes. Is 
jetzt so mein erster gedanke und müsste mal endsprechend durchgerechnet 
werden, vorallem die Geschwindigkeit.

Autor: MaWin (Gast)
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> Vor kurzem bin ich bei euch auf diese Schaltung gestoßen
> was haltet ihr von der ?

Die Schaltung ist gut weil sie geringere Anforderungen an die notwendige 
Präzision der Widerstände stellt als die 
Instrumentenverstärkerschaltung.

Ihr Nachteil ist, daß sie einen OpAmp mehr in der Regelschleife hat, und 
deswegen langsamer ist.

Autor: Kent (Gast)
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Hä wo siehst Du da einen zweiten OP in der Regelschleife???

Autor: MaWin (Gast)
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> Hä wo siehst Du da einen zweiten OP in der Regelschleife???

Der eine spiegelt die Spannung durch Ansteurung des kleinen FETs 
Richtung Masse, der andere (hier nur als Folger eingezeichnet) würde 
dann aus dieser Spannung per Vergleich Its/Soll regeln müssen, das ist 
einer mehr als bei konventionellen Netzteilen.

Autor: Kent (Gast)
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Naja wie dem auch sei, in der Schaltung oben gibts nur einen OP-Amp in 
der Regelschleife und von steuern/regeln hat er ja nix gesagt sondern 
dass er am uC messen will.

Ich hab die Schaltung inzwischen mit einem NMOS mal für negative 
Spannungen analog aufgebaut und sie funzt genauso gut. Über den 
Messwiderstand gehört noch ein Kerko sonst kanns anfangen zu schwingen. 
Jedenfalls würde ich diese simple Schaltung in jedem Fall irgendwelchen 
Spezial-IC's vorziehen, die im Zweifel teuer oder schwer zu beschaffen 
sind oder man sie in 10 Jahren nicht mehr nachkaufen kann weil sie nicht 
mehr hergestellt werden etc.

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