Strommessung

OP #4264179
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Hallo,

ich benötige eine Strommessung für ein Netzteilprojekt. Ich werde einen 
fertigen Regler benutzen wie z.B. LM350.

Der Strom soll mit einem 12Bit AD für die Anzeige auf einem LCD 
ausgewertet werden. Zu erst habe ich geplant einen ganz normalen 
Differenzverstärker zu benutzen. Dies wird wohl auf Grund hoher 
Toleranzen nichts werden.

Jetzt habe ich mich mit einer anderen Schaltung auseinander gesetzt. 
Zwar ist der Grundgedanke ganz gut, die Geschichte mit den Toleranzen 
fällt auch sehr gering aus, jedoch stelle ich mir nun die Frage wie ich 
das Schaltungstechnisch lösen soll.

Fakt ist: Ich möchte 30-35V haben und die Messung soll bis 3A gehen das 
ganze mit 2 Kanälen.

Wie soll ich nun den OP versorgen? Ich kenne jetzt keinen RR-I 
Operationsverstärker der mit einer Differenz (Eingangsspannung zu 
Versorgungsspannung) von wenigen mV arbeiten kann.

Laut dieser Schaltung hätte ich bei 3A einen Spannungsabfall von 300mV 
über den Shunt. Selbst mit diesem Wert wird es schon schwer einen 
passenden OP zu finden. Eine höhere Versorgungsspannung steht mir leider 
auch nicht zur Verfügung.

Eine Lösung wäre diese Strommessung hinter die Last zu setzen. Geht in 
meinem Fall aber nicht, da es ein dual Channel Netzteil werden soll.

Hat jemand eine Lösung für mein Problem?
Gerne sehe ich mir auch andere Möglichkeiten an, den Strom zu messen.

Grüße
Thomas
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#4265561
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@Thomas P. (tommy2002)

>ich benötige eine Strommessung für ein Netzteilprojekt.

>Der Strom soll mit einem 12Bit AD für die Anzeige auf einem LCD
>ausgewertet werden. Zu erst habe ich geplant einen ganz normalen
>Differenzverstärker zu benutzen. Dies wird wohl auf Grund hoher
>Toleranzen nichts werden.

Quark. Pack deinen Shunt in die Masseleitung und verstärke die Spannung 
mit einem einfachen OPV als nicht invertierender Verstärker. Fertig.
12 Bit GENAUIGKEIT braucht eine Strommessung in einem Netzteil so oder 
so nicht.
#4265655
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Thomas P. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Quark. Pack deinen Shunt in die Masseleitung und verstärke die Spannung
>> mit einem einfachen OPV als nicht invertierender Verstärker. Fertig.
>
> Geht leider nicht, da es ein dual Channel Netzteil wird. Ich muss die
> Messung gezwungenermaßen auf der high side machen.

Diesen Einwand verstehe ich nicht.

Überhaupt stellt sich mir bei dem ganzen Vorhaben die Sinnfrage.

Thomas P. schrieb:
> Der Strom soll mit einem 12Bit AD für die Anzeige auf einem LCD
> ausgewertet werden.

Für die permanente Anzeige eines Stroms oder einer Spannung nimmt man 
ein Panelmeter und einen geeigneten Shunt oder Spannungsteiler. Und da 
man so ein Panelmeter sowieso am besten per DC-DC-Wandler versorgt, ist 
es am Ende auch völlig Wurscht, ob das auf der H-Side oder L-Side sitzt.

Und ja, solche Panelmeter gibt es auch mit einem Meßbereich größer als 
3½ Digit. https://www.google.de/search?q=lcd+panelmeter+3999
OP #4265675
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Axel S. schrieb:
> Diesen Einwand verstehe ich nicht.

Ok... Hier die Erklärung... Wenn ich diese 2 Ausgänge welche das 
Netzgerät irgendwann zur Verfügung stellen soll in einer Schaltung 
benutze, kann es ggf. zu dem Sachverhalt kommen, dass ich beide Massen 
verbinden muss. Wie stellst du dir dann die Strommessung vor? 
Ausgleichsströme? Und so????

Axel S. schrieb:
> Überhaupt stellt sich mir bei dem ganzen Vorhaben die Sinnfrage.

Mir stellt sich die Sinnfrage deines posts...

Axel S. schrieb:
> Für die permanente Anzeige eines Stroms oder einer Spannung nimmt man
> ein Panelmeter und einen geeigneten Shunt oder Spannungsteiler.

Hast du überhaupt meine Problematik gelesen, oder wolltest du einfach 
nur einen geistigen Erguss zur Strommessung kundgeben?

ABER DIE IDEE IST BRILLIANT! Ich setze eine Kamera vor das Panelmeter, 
welche mit einem DSP ausgewertet wird. Dann lasse ich den angezeigten 
Wert umwandeln, um ihn dann schließlich mit meinem popel-Atmel zu 
verarbeiten.
#4265680
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>benutze, kann es ggf. zu dem Sachverhalt kommen, dass ich beide Massen
>verbinden muss.

Das ist kein Problem.

> Wie stellst du dir dann die Strommessung vor?

Die funktioniert dann immer noch problemlos

>Ausgleichsströme? Und so????

Gibt es in der Konstellation nicht. Anders aber, wenn man die Ausgänge 
in Reihe schaltet. ABer die allermeisten Labornetzteil haben galvanisch 
getrennte Kanäle, da gibt es keine Probleme und auch die Low Side 
Strommessung funktioniert.

>angezeigten Wert umwandeln, um ihn dann schließlich mit meinem
>popel-Atmel zu verarbeiten.

Die meisten Labornetzteile kommen prima ohne uC aus.
OP #4265778
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Falk B. schrieb:
> Das ist kein Problem.

Im Prinzip hast du recht. Der Regelkreis vom Regler wäre dann aber immer 
von dem Wert des Shunt Widerstandes abhängig, das könnte man bei 0,01 
Ohm vielleicht noch vernachlässigen. Das wollte ich aber vermeiden.
D.h. ich könnte den Shunt mit in den Last-Pfad nehmen, Das ganze dann 
aber Linear zu halten wird schwer.

Wenn ich es aber laut der Schaltung löse, die ich hochgeladen habe geht 
es nicht.

Vielleicht gibt es doch noch einen Trick, wie man es lösen kann. Über 
jegliche Aufklärung bin ich dankbar.


Falk B. schrieb:
> Die meisten Labornetzteile kommen prima ohne uC aus.

Dem will ich nicht widersprechen. Mein Plan ist aber in Zukunft das 
ganze mit einem PC zu steuern/auslesen/whatever. Da bietet es sich 
natürlich an jegliche analogen Größen zu digitalisieren.

Falk B. schrieb:
> ABer die allermeisten Labornetzteil haben galvanisch
> getrennte Kanäle, da gibt es keine Probleme und auch die Low Side
> Strommessung funktioniert.

Das stimmt auch. Diese Option wollte ich erst einmal nicht nutzen. Für 
meine Basteleien benötige ich oft 2 verschiedene Spannungen, jedoch 
immer mit dem selben Massebezug.
Angehängte Dateien:
Gast #4265844
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Irgendetwas aus der Ecke ACS710 (oder -712, -714) von Allegro wäre 
wahrscheinlich zu einfach. Oder ein AD8218, um beim High-Side Shunt zu 
bleiben, allerding nur mit 10Bit Genauigkeit. Auf Grund der wesentlich 
größeren Fehler kommt der ZXCT1009 mit Stromausgang dann wohl nicht in 
Frage.
#4266186
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Thomas P. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Diesen Einwand verstehe ich nicht.
>
> Ok... Hier die Erklärung... Wenn ich diese 2 Ausgänge welche das
> Netzgerät irgendwann zur Verfügung stellen soll in einer Schaltung
> benutze, kann es ggf. zu dem Sachverhalt kommen, dass ich beide Massen
> verbinden muss. Wie stellst du dir dann die Strommessung vor?
> Ausgleichsströme?

Ich verstehe immer noch nur Bahnhof. Ein Netzteil mit zwei unabhängigen 
Spannungsquellen taugt nur dann zu irgendwas, wenn ich die nach Belieben 
in Reihe schalten oder auf L- bzw- H-Side verbinden kann. Sie müssen 
also komplett galvanisch getrennt sein. Inklusive der Meßeinrichtugnen 
für die Spannungen/Ströme der beiden Kanäle.

>
> Axel S. schrieb:
>> Überhaupt stellt sich mir bei dem ganzen Vorhaben die Sinnfrage.
>
> Mir stellt sich die Sinnfrage deines posts...
>
> Axel S. schrieb:
>> Für die permanente Anzeige eines Stroms oder einer Spannung nimmt man
>> ein Panelmeter und einen geeigneten Shunt oder Spannungsteiler.
>
> Hast du überhaupt meine Problematik gelesen, oder wolltest du einfach
> nur einen geistigen Erguss zur Strommessung kundgeben?

Ich habe mich an deine Vorgaben gehalten. Ich zitiere sie gerne noch 
einmal (nachdem du das Zitat oben weggeschnippelt hast):

Thomas P. schrieb:
> Der Strom soll mit einem 12Bit AD für die Anzeige auf einem LCD
> ausgewertet werden.

Das ist deine Anforderung. Ein Panelmeter erfüllt die zu 100%.

> ABER DIE IDEE IST BRILLIANT! Ich setze eine Kamera vor das Panelmeter,
> welche mit einem DSP ausgewertet wird. Dann lasse ich den angezeigten
> Wert umwandeln, um ihn dann schließlich mit meinem popel-Atmel zu
> verarbeiten.

Was willst du mit welchem Atmel wozu verarbeiten? Du hast gesagt du 
willst den Strom messen und den Meßwert auf einem LCD anzeigen. Genau 
das tut das Panelmeter. Da brauchst du genau gar keinen zusätzlichen 
Atmel. Nirgendwo.

Und selbst wenn du kein fertiges Panelmeter nehmen willst, sondern dir 
eins aus einem AVR, einem ADC und einem Display selber zusammenstricken 
willst - warum sollte die Versorgungsspannung dieses Panelmeters dann 
mit dem negativen Pol des Netzteils verbunden sein? Man könnte 
genausogut GND Panelmeter = positive Ausgangsspannung (nach dem Shunt 
natürlich) setzen. Dann ist die Spannung über dem Shunt positiv und die 
Ausgangsspannung des Netzteils negativ gegenüber dem Panelmeter-GND und 
beide Größen können problemlos gemeinsam gemessen werden (ok, die 
Spannung nur über einen OPV als invertierenden Verstärker).

Aber in der Praxis gibt es selbstverständlich gar keinen Grund, warum 
die Panelmeter für Spannung und Strom eines Kanals des Netzteils 
überhaupt ein gemeinsames GND-Potential haben müßten.
OP #4266222
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Also,
ich will NUR den Strom messen. Alles andere ist bitte mir überlassen.

Ich verstehe hier nicht immer was das soll. Ich habe mir dabei schon was 
gedacht. Dann kommt jemand und will die Welt verbessern. Vielleicht 
kannst du mir noch eine gute Rolle Toilettenpapier empfehlen.
ICH weiß, dass es solche Panels gibt und habe mich oben wohl auch etwas 
unklar ausgedrückt. ABER es soll hier ausschließlich NUR um die 
Strommessung gehen um SONST nichts.
Es geht mir nicht darum wie effizient sowas ist, ob die Strommessung nun 
3€ oder 20€ kostet. Ich möchte dadurch lernen wie man den Strom gescheit 
digitalisiert bekommt.

Nochmals: Doch ich brauche einen Atmel! Woher willst du das denn 
bitteschön wissen? Z.B. um die Temperaturen von dem Trafo und der 
Kühlrippe zu ermitteln.  Es sollte hier rein um die Strommessung gehen. 
Die meisten haben das auch irgendwie verstanden.

Nochmals: JA - die beiden Ausgänge werden NICHT potentialfrei sein, da 
ich es gerne so haben möchte!

und NEIN: Es wird kein potentialgetrenntes, hochgenaues Labornetzteil. 
Sondern ein einfaches Netzteil nach MEINEN Anforderungen.

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