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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung in H-Brücke


Autor: Michi (Gast)
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Hallo ,

ich möchte in meiner H-Brücke die einen Motor regelt den Strom messen. 
Dazu habe ich z.b. diese Appclication Guide von Microchip gefunden. 
(siehe Bild)
Ist das eine vernünftige Lösung?

In einem anderen Beitrag hatt jemand geschrieben das mann auch den 
Spannungsabfall an dem jeweils leitenden low side Fet messen kann und so 
den Messwiederstand spart. Aber kann mann sich den auf den wiederstand 
vom Fet verlassen ? Der wird doch stark von der Temperatur abhängig 
sein.

Vieleicht kennt sich ja jemand damit aus.

Gruß,Michi

Autor: Michi (Gast)
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Ups da ist was schief gegangen :(

Autor: Ulrich (Gast)
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Der Widerstand des FETs sollte einen TC von Größenordnungsmäßig 3000 
ppm/K habe, also vergleichbar mit reinen Metallen. Die die 
Eigenerwärmung wird aber der Temperaturanstieg vergleichsweise groß 
sein. Im Zweifelsfall noch mal in einem ausführlichen datenblatt 
nachsehen. Es gibt auch FETs mit extra anschlüssen zur Strommessung 
(Sense-Fet oder so ähnlich), da sollte der TC spezifiziert sein.

Autor: kommutator (Gast)
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Die Appnote ist schon ganz gut: den Punkt QB legstet zumindest über 
einen Vorwiderstand auf einen ADC-Port und schon kannst Du den 
Motorstrom messen. Ängstliche spendieren dann noch eine 4,7V Zenerdiode, 
aber eigentlich steigt bei den meisten Brücken die Spannung an QB nicht 
über 5V, da sich dann die Lowside-Transistoren (wenn Du die Gates nicht 
über Treiber sondern direkt ansteuerst) selber zuschnüren. Mit 
Gate-Treibern, die die Gates auf 10V hochjubeln sieht das natürlich 
schon anders aus: da ist die ZD ein MUSS:

Wenn Du längere Zeit hohe Ströme messen willst, musst Du Dir natürlich 
über die Verlustleistung im Mess-Shunt Gedanken machen und ihn evtl. 
kleiner Dimensionieren und per Opamp den Spannungsabfall für den ADC 
wieder etwas aufpeppen...


Das mit dem Spannungsabfall über die FETs funktioniert leidlich mit 
sogenannten Sense-Fets, ist aber recht ungenau, temperaturabhängig etc. 
pp. da hast Du Recht. Ich glaube, die Shunt-Lösung im Low-Zweig ist die 
naheliegenste und erstmal einfachste.

Gruß,
K.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

Es gibt übrigens auch Current-Sense-Mosfets mit einem seperaten Ausgang 
zur Strommessung.

MfG Spess

Autor: Michi (Gast)
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Ich werde es wohl erstmal mit Shunt im low Zweig versuchen weils am 
einfachsten scheint.

Ich hatte eh geplant einen relativ kleinen Wiederstand zu nehmen und 
dann per Opamp zu verstärken. Dabei weiß ich allerdings nicht wie weit 
ich verstärken kann. Also reichen z.b 0.1V spannungsabfall am Shunt die 
dann x50 Verstärkt werden. Oder sollte ich den Wiederstand lieber so 
wählen das 1V abfällt und ich nur 5x Verstärken muss. Da brauch ich dann 
ja auch keine Z-Diode weil aus dem Opamp ja max.VDD(5v) rauskommt !?

Michi

Autor: kommutator (Gast)
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Hi Michi,

die ZD brauchst Du dann am Ausgang des OPs nicht mehr. Nimmst Du denn 
Gate-Treiber oder steuerst Du die Transistoren direkt mit den uC-Ports?

0,1 Ohm und 50x Verstärkung ist schon happig. Das wird stark rauschen, 
immerhin ist bei nem 10Bit ADC dann 0,0001V am Shunt = 1 Digit... 
Welchen Strom musst Du denn messen?

Hier ist mal eine Vollbrücke mit viel Text für ca. 2A:

http://de.geocities.com/c_schirp/spiegelanklappung.html

Bedenke, dass der Spannungsabfall am Shunt die Gate-Spannung reduziert, 
also 1V am Shunt ist sicherlich zu viel weil dem Gate dann ggfs. nur noc 
h4V bleiben... da sind manche MOSFETs noch nicht wirklich niederohmig. 
0,1V naja, viel ist das nicht aber probieren kannst Du es mal.

Solche Sachen kann man mit SwitcherCAD übrigens SUUUPER durchspielen. 
Ist ein Spice von Linear Technology und für lau...

Autor: Michael L. (Gast)
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Bei der Strommessung über Drain-Source bei Fets bin ich vor kurzem auf 
die Nase gefallen. Hat erst wunderbar geklappt, nach einer größeren 
Anzahl von Elektroniken und einer anderen Fet-Charge ging mal garnix 
mehr. Hab dann eine Kalibrierung eingeführt und nun tuts ganz gut. Die 
Fets streuen ganz schön. Ich bekomm mit einer Kalibrierung nun eine 
Messgenauigkeit von ca. +-10% hin. Für nen Motor-Überlastschutz reicht 
das...

Gruß Micha

Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo,

die Topologie hat einen entscheidenden Nachteil, wenn Du z.B. eine 
genaue Drehzahl-, oder Positionsregelung betreiben willst. Diese 
Regelung benötigt dann einen Ankerstromregler, der aber mit diese 
Topologie nicht richtig funktioniert, da Du nur positive Ströme misst 
und somit die Drehrichtung/Stromrichtung dem Ankerstromregeler nicht 
bekannt ist. Der Versuch jetzt das Vorzeichen des Motorstroms aus der 
aktuellen Ansteuerung zu bestimmen, geht leider im dynamischen Fall 
(Motor kehrt um oder bremst) nicht phasengenau.

Lange Rede kurzer Sinn, eine brauchbare Lösung ist, den Shunt in den 
Lastkreis (in Reihe zum Motor zu schalten) und den Strom mit einem 
Differnzverstärker zu messen (entweder diskret aufgebaut -> hat dann 
leider eine etwas schlechtere Gleichtaktuntedrückung wegen der 
unpräzisen Widerstände) oder einen Hidhsidecurrentsense OPV (z.B. 
AD22057) zu verwenden. Mit dieser Topologie habe ich nur beste 
Erfahrungen bzgl. Regelbarkeit und Strommessung bei meinen 
Servoantrieben bis ca. 0.7kW gemacht.

Gruss
Thorsten

Autor: Michi (Gast)
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Hallo ,

ach ja ich benutze Fettreiber. Und zu messen sind so 10-20A in einer 
späteren Version evtl. auch bis max.30A


@ Thomas , also das konnte ein Problem werden. Du meinst also so wie im 
Bild 'Figure 1.' Was ich allerdings nicht verstehe ist warum 'Figure 2.' 
PWM compatible ist und 'Figure 1.' wohl nicht ?!

Gruß,Michi

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Nehm an das hat was damit zu tun das normalerweise pwm nur in den Low 
Side FETs gemacht wird... wuerde mich auch interessieren...

Autor: Michi (Gast)
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Hier wirds ein wenig beschrieben ...
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...

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