Hi, ich habe eine kurze Frage zu der Beschaltung eines Energymeters von TI. In der Appnote sieht die Schaltung wie im Anhang aus. Mich wundert die Tatsache, dass das Kondensatornetzteils an N angeschlossen wird und dass VSS mit den Phasen verbunden ist. Hat jemand eine Erklärung dafür parat? https://www.ti.com/lit/ug/tidudj5a/tidudj5a.pdf
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Jochen schrieb: > und dass VSS mit den Phasen verbunden ist. Hat jemand eine Erklärung > dafür parat? Verfolge mal VSS_A über die gesamte Schaltung hinweg Du wirst sehen: VSS_A ist in der Schaltung über die Phase bereits mit VSS_A verbunden. Und An VCC_A wird dann eben die passende Positive Versorgungsspannug bereitgestellt. H. H. schrieb: > Der Strommesszweig sitzt so Low-Side. Und weil die jeweilige Phase als Lowside definiert wurde, gilt das auch für die Spannungsmessung...
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Lothar M. schrieb: > Jochen schrieb: >> und dass VSS mit den Phasen verbunden ist. Hat jemand eine Erklärung >> dafür parat? > Verfolge mal VSS_A über die gesamte Schaltung hinweg Du wirst sehen: > VSS_A ist in der Schaltung über die Phase bereits mit VSS_A verbunden. > Und An VCC_A wird dann eben die passende Positive Versorgungsspannug > bereitgestellt. > > H. H. schrieb: >> Der Strommesszweig sitzt so Low-Side. > Und weil die jeweilige Phase als Lowside definiert wurde, gilt das auch > für die Spannungsmessung... sorry aber verstehe ich nicht ganz... VSS_A ist mit VSS_A verbunden?
Jochen schrieb: > sorry aber verstehe ich nicht ganz... VSS_A ist mit VSS_A verbunden? So ist das bei den Schaltplänen, bei denen die Leute zu faul sind, Linien zu zeichnen. Man muss gleichnamige Labels suchen. Wo ist das Problem, man muss am shunt messen der in der Phasenleitung hängt, also braucht man eine Versorgungsspannung für den A/D Eandler die mit der Phase mitgeht. Die Spannung wird heruntergeteilt, und damit man sie mit demselben A/D Messen kann, teilt man sie Richtung Phase. Der ganze Schaltplan ist ein gigantischer Overkill nur mit der Aufgabe, möglichst viele teure Chips von TI zu verwendung und absolut untauglich als kommerzieller Drehstrommesser, aber was soll's.
Michael B. schrieb: > möglichst viele teure Chips von TI zu verwendung Ein jeder Krämer lobt seine Ware.
habt ihr einen besseren oder einfacheren Vorschlag, wo ich mich einlesen könnte?
Michael B. schrieb: > Jochen schrieb: >> sorry aber verstehe ich nicht ganz... VSS_A ist mit VSS_A verbunden? > So ist das bei den Schaltplänen, bei denen die Leute zu faul sind, > Linien zu zeichnen. Man muss gleichnamige Labels suchen. Diese Verbindung ist sogar doppelt gezeichnet: 1. mit einer Leitung und 2. mit dem Label Und wenn die Phase mit VSS_A verbunden ist, dann muss der N herhalten für den zweiten Anschluss des Kondensatornetzteils.
Lothar M. schrieb: > Michael B. schrieb: >> Jochen schrieb: >>> sorry aber verstehe ich nicht ganz... VSS_A ist mit VSS_A verbunden? >> So ist das bei den Schaltplänen, bei denen die Leute zu faul sind, >> Linien zu zeichnen. Man muss gleichnamige Labels suchen. > Diese Verbindung ist sogar doppelt gezeichnet: > 1. mit einer Leitung und > 2. mit dem Label > > Und wenn die Phase mit VSS_A verbunden ist, dann muss der N herhalten > für den zweiten Anschluss des Kondensatornetzteils. und da fliegt auch nix in die Luft, wenn ich die Chips quasi falschherum beschalte? Wie generiere ich denn am besten VSS_A? Kann ich da einen Brückengleichrichter nehmen, nach dem Kondensatornetzteil? Wenn ja, hat denn der Nullleiter und der Minuspol von dem Brückengleichrichter das selbe Potential? Quasi am Siebelko (Minus), ist da auch N-Potential?
Vielleicht auch nochmal zum Verständnis, die Querverbindung zwischen VSS_A und der Phase habe ich wahrgenommen, aber ich verstehe nicht ganz, wieso man quasi das GND/Vss der Primärseite an die Phase anschließt und dann über den Nullleiter ein Kondensatornetzteil betreibt, dessen Ausgang dann an den VCC_A kommt. Wieso kommt nicht die Phase an das Kondensatornetzteil und dann an VCC und der Nullleiter wird ganz normal an VxN und GND angeschlossen? Kann man bei einem Kondensatornetzteil einfach verpolen und es funktioniert weiterhin? Das selbe bei einem Chip?
Jochen schrieb: > wieso man quasi das GND/Vss der Primärseite an die Phase anschließt und > dann über den Nullleiter ein Kondensatornetzteil betreibt, dessen > Ausgang dann an den VCC_A kommt. Wieso kommt nicht die Phase an das > Kondensatornetzteil und dann an VCC und der Nullleiter wird ganz normal > an VxN und GND angeschlossen? Weil in der Phase der Shunt hängt, und den nur dann low-side messen kann, wenn auch die Schaltung selbst die Phase als Bezugspotential benutzt. Und das Ganze dann dreimal, für jede Phase je einmal, und N ist dann sozusagen nur die Versorgungsspannung des jeweiligen C-Netzteils. > Kann man bei einem Kondensatornetzteil einfach verpolen und es > funktioniert weiterhin? Das selbe bei einem Chip? Nein. H. H. schrieb: > Fang doch erst mal mit nur einer Phase an. Genau.
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H. H. schrieb: > Fang doch erst mal mit nur einer Phase an. ich bin dabei, mich interessiert nur eine Phase. was genau ist mit low side gemeint? Für mich hängt der Shunt irgendwie an Highside (an Phase) :-) Kann ich statt einem Shunt auch mit einem Stromwandler die Eingänge des ICs für den Strompfad direkt speisen und dann das Kondensatornetzteil und die Logik dahinter damit "richtigrum" speisen?
Jochen schrieb: > ich bin dabei, mich interessiert nur eine Phase. Gut. Dann vergiss mal, dass du weißt, dass die beiden Eingangsleitungen L und N heißen - das Kondensatornetzteil weiß nämlich nichts davon. Nenn die Eingangsleitungen ab jetzt einfach nur A und B. Vergiss auch mal, dass die beiden Leitungen A und B unterschiedliche Spannungen relativ zu Erde haben - das Kondensatornetzteil weiß nämlich nichts von einem Erdbezug. Das Kondensatornetzteil sieht nur zwei Eingangsleitungen A und B, zwischen denen eine Wechselspannung von 230V anliegt. Beide Eingangsleitungen sind aus Sicht des Kondensatornetzteils gleichwertig. Die Polarität der Momentanspannung wechselt alle 10ms das Vorzeichen. Woran würdest du jetzt festmachen, ob das Kondensatornetzteil "richtig" oder "verpolt" an die beiden Leitungen angeschlossen ist. Jochen schrieb: > was genau ist mit low side gemeint? Das Kondensatornetzteil besteht im Wesentlichen aus einem kapazitiven Vorwiderstand und einer Zenerdiode. Der Spannungsabfall an der Zenerdiode wird über eine zusätzliche Diode auf einen Kodensator gegeben, der dein Mess-IC versorgt. Wenn die Zenerdiode an Leitung A angeschlossen ist, dann erzeugt es eine Versorgungsspannung VCC_A, deren Bezugswert VSS_A die Spannung von Leitung A ist. Dann lässt sich der Spannungsabfall an einem Shunt, der an Leitung A hängt, einfach messen (das ist mit low-side gemeint). Würde der Shunt an Leitung B hängen (high-side), dann wären die die Spannungen am Shunt weit außerhalb des Messbereichs des ADCs. Wenn die Zenerdiode an Leitung B angeschlossen ist, dann erzeugt es eine Versorgungsspannung VCC_B, deren Bezugswert VSS_B die Spannung von Leitung B ist. Dann lässt sich der Spannungsabfall an einem Shunt, der an Leitung B hängt, einfach messen (das ist mit low-side gemeint). Würde der Shunt an Leitung A hängen (high side), dann wären die die Spannungen am Shunt weit außerhalb des Messbereichs des ADCs.
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Besten Dank für die ausführliche Erklärung, alles verstanden… gehen wir einen Schritt weiter, anbei die Schaltung, die ich mir vorgestellt habe um zB die Spannung zu messen. Kann man das so machen? Den Spannungsabfall über dem Widerstand zwischen Phase und Nullleiter messen? Und das mit einem ADC, der mit GND und AGND an N hängt? Herrscht zwischen N und GND (Nach dem Gleichrichter) eine Potentialdifferenz? Das war auch eine meiner Fragezeichen oben.
Jochen schrieb: > Herrscht zwischen N und GND (Nach dem Gleichrichter) eine > Potentialdifferenz? Ich formuliere deine Frage mal um: "fällt an einer Gleichrichterdiode Spannung ab, wenn Strom darüber fließt?"
Jochen schrieb: > essen? Und das mit einem ADC, der mit GND und AGND an N hängt? Herrscht Wo hängt der ADC mit GND oder AGND an N? Ich sehe nix davon ... > zwischen N und GND (Nach dem Gleichrichter) eine Potentialdifferenz? Das Ja sicher, sogar eine sehr große und stark brummende Differenz. > war auch eine meiner Fragezeichen oben. ... nur hat die keiner verstanden ...
Jochen schrieb: > Kann ich statt einem Shunt auch mit einem Stromwandler die Eingänge des > ICs für den Strompfad direkt speisen und dann das Kondensatornetzteil > und die Logik dahinter damit "richtigrum" speisen? Ja, ginge. Aber es gibt kein richtig oder falsch.
Achim S. schrieb: > Jochen schrieb: >> Herrscht zwischen N und GND (Nach dem Gleichrichter) eine >> Potentialdifferenz? > > Ich formuliere deine Frage mal um: "fällt an einer Gleichrichterdiode > Spannung ab, wenn Strom darüber fließt?" ja, grob 0.7V an einer Diode, also insgesamt 1.4V? Jens G. schrieb: > Jochen schrieb: >> essen? Und das mit einem ADC, der mit GND und AGND an N hängt? Herrscht > > Wo hängt der ADC mit GND oder AGND an N? Ich sehe nix davon ... Entschuldige, ich meinte natürlich, dass der GND und AGND vom µC an dem Minuspol des Gleichrichters/Elkos hängen, ich aber eine Spannung messen will (zwischen Phase und N), die ja gegen N referenziert ist. Jens G. schrieb: > Ja sicher, sogar eine sehr große und stark brummende Differenz. Dann wird das ja so nicht funktionieren, wenn ich die große und brummende Differenz mitmesse? Wie hoch ist die Differenz denn? Tatsächlich die Diodenspannungen oder mehr?
Jochen schrieb: > Entschuldige, ich meinte natürlich, dass der GND und AGND vom µC an dem > Minuspol des Gleichrichters/Elkos hängen, ich aber eine Spannung messen > will (zwischen Phase und N), die ja gegen N referenziert ist. Ja, die Phase ist gegen N referenziert. N wäre da das Bezugspotential. Das ist aber nicht der Fall für den µC. > Jens G. schrieb: >> Ja sicher, sogar eine sehr große und stark brummende Differenz. > > Dann wird das ja so nicht funktionieren, wenn ich die große und > brummende Differenz mitmesse? > > Wie hoch ist die Differenz denn? Tatsächlich die Diodenspannungen oder > mehr? Zeichne Dir doch mal auf, wie die Dioden bei welcher Halbwelle durchgeschaltet sind (also in Flußrichtung), und wie dann je nach Halbwelle der Bezug von N und L zur µC-Masse ist. Dann wirste hoffentlich schnell merken, daß der µC mit seiner Masse praktisch immer das negativste Potential hat (den Fehler durch die Uf der Dioden können wir mal ignorieren), und daß der Eingang des µC (je nach Dimensionierung des Spannungsteilers) im Extremfall bis zu Uss (also über 600V) an seinem Eingang sehen kann. Weil Du eben keinen festen Bezug zw. Masse und N hast ...
Jens G. schrieb: > Zeichne Dir doch mal auf, wie die Dioden bei welcher Halbwelle > durchgeschaltet sind (also in Flußrichtung), und wie dann je nach > Halbwelle der Bezug von N und L zur µC-Masse ist. Dann wirste > hoffentlich schnell merken, daß der µC mit seiner Masse praktisch immer > das negativste Potential hat (den Fehler durch die Uf der Dioden können > wir mal ignorieren), und daß der Eingang des µC (je nach Dimensionierung > des Spannungsteilers) im Extremfall bis zu Uss (also über 600V) an > seinem Eingang sehen kann. Weil Du eben keinen festen Bezug zw. Masse > und N hast ... Besten Dank auch dir. Aber wie mache ich das dann? ist der Brückengleichrichter da fehl am Platz? Jens G. schrieb: > Ja, die Phase ist gegen N referenziert. N wäre da das Bezugspotential. > Das ist aber nicht der Fall für den µC. Wenn ich den Bückengleichrichter weglasse und wie oben mit einer einzigen Diode aufbaue, dann ist doch überall die selbe Referenz, nämlich N? Dann erst würde das also so funktionieren?
Jochen schrieb: > dann ist doch überall die selbe Referenz, nämlich N? Dann erst würde das > also so funktionieren? Nur kommt dann sofort das nächste Problem: wie misst du den Strom in jeder Phase? Achim S. schrieb: > Na z.B. wie in der Schaltung von TI Da, wo der GND vom µC/ADC des jeweiligen Kanals(!) ganz einfach auf die Phase geklemmt ist. Und dann sieht das einfach so aus:
1 | A ------o------------------------------------o----------------- A |
2 | | .-----------. | |
3 | | | __|____ | |
4 | === | | VCC | Ro |
5 | | | | | | |
6 | o-->|--o-' | uC/ |----------o |
7 | | | | ADC | | |
8 | ,- === | |-------. | |
9 | ^ | |_GND___| | Ru |
10 | | | | | | |
11 | B ------o------o-------------o---[SHUNT]--o--o------------------ B' |
12 | | |
13 | GND |
Und weil du dann im Netz 3x so eine A-B-Versorgung hast, aber alle 3 dieser Versorgungen über den N miteinander verbunden sind, legst du den N nach kurzem Nachdenken einfach auf A (weil der in allen 3 Schaltungen von links nach rechts einfach "durchgeht") und hast einen komplett durchgehenden Bezugspunkt. Dieser Bezugspunkt ist allerdings NICHT der GND der 3 µC/ADC.
1 | N ------o-----------------------------o----------------o--- N |
2 | '--Netzteil1--. | | |
3 | | __|____ | | |
4 | | | VCC | Ro | |
5 | | | | | | |
6 | | | uC/ |----------o | |
7 | | | ADC | | | |
8 | | | |-------. | | |
9 | | |_GND___| | Ru | |
10 | | | | | | |
11 | L1 -----------o-------o---[SHUNT]--o--o--------- L1' | |
12 | | |
13 | | |
14 | N ------o-----------------------------o----------------o--- N |
15 | '--Netzteil2--. | | |
16 | | __|____ | | |
17 | | | VCC | Ro | |
18 | | | | | | |
19 | | | uC/ |----------o | |
20 | | | ADC | | | |
21 | | | |-------. | | |
22 | | |_GND___| | Ru | |
23 | | | | | | |
24 | L2 -----------o-------o---[SHUNT]--o--o--------- L2' | |
25 | | |
26 | | |
27 | N ------o-----------------------------o----------------o--- N |
28 | '--Netzteil3--. | |
29 | | __|____ | |
30 | | | VCC | Ro |
31 | | | | | |
32 | | | uC/ |----------o |
33 | | | ADC | | |
34 | | | |-------. | |
35 | | |_GND___| | Ru |
36 | | | | | |
37 | L3 -----------o-------o---[SHUNT]--o--o--------- L3' |
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Besten Dank für die Bildchen, das macht es verständlicher. Lothar M. schrieb: > Jochen schrieb: >> dann ist doch überall die selbe Referenz, nämlich N? Dann erst würde das >> also so funktionieren? > Nur kommt dann sofort das nächste Problem: wie misst du den Strom in > jeder Phase? Würde ich mit einem Stromwandler mit Kabel-Durchführung machen. Daher brauche ich sicher auch nicht diese LowSide Shunt Messung. Wie müsste ich dann sowas an den ADC anschließen? kommt dann auch sicher drauf an, ob man an der Wandlerspule mit einem Pin misst und den anderen Anschluss auf N legt, oder beide Pins vom Wandler differentiell verwendet oder?
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