Guten Morgen an alle,
ich muss eine unbekannte Quelle mit einem yc vermessen. Diese Quelle
sollte im Bereich von 0..16 Volt liegen. Das Ziel ist es nur von Zeit zu
Zeit automatisch zumessen. Mein Gedanke war das ich mittels Mosfets und
den TTL Ausgängen meines yC (V2 und V3)die Quelle kurzzeitig isoliere
und diese über einen Spannungsteiler jage, dort drüber die Spannung
abmessen mit meinen Adu (0..5V). SO kann ich mittels Spannungteiler etc
auf den Strom zurück rechnen und die die SApnnung, somit auch die
Leistung. Ich habe (siehe Anhang) mir dazu mal eine Schaltung in
Multisim simuliert. und habe ein Problem mit den Mosfets. Einer davon
der Q2 leitet bei Ugs=0V (V2 auf 0V) immer noch siehe hier das Voltmeter
U2. Kehre ich es um un steure den ersten Mosfet mit 0 V an fliesst in
meinem Motorzweig mV ergo er sperrt. Es sind die gleichen Mosfet typen
(n-kanal) habe auch schon in der Mosfet übersicht mehere ausprobiert mit
dem selben Ergebniss. WO liegt hier mein Denkfehler? oder ist es gar ein
simulationsfehler?
mfg Manuel Naeter
Hallo Manuel,
mir ist nicht ganz klar, warum du das mit dem MOSFET überhaupt machst.
Das mit dem Spannungsteiler ist ganz OK. Aber warum lässt du den nicht
permanent drauf?
Strommessung geht am einfachsten über einen niederohmigen Widerstand in
der Masseleitung. Das verfälscht aber die Spannungsmessung, deshalb muss
man das dann vom digitalen Spannungswert subtrahieren.
Zu deinem Mosfet: Du hast die falsche Polarität verwendet, da du ihn in
die Plusleitung hängst. Hier sind P-Kanal MOSFETs richtig. Das gilt für
Q1 und Q2.
Diese N-Kanal kannst du verwenden, wenn du sie in die GND-Leitung
hängst, aber dann hast du keinen Massbezug der V1-Spannung mehr.
Wenn du unbedingt den Strom in der Plusleitung messen willst, gibt es
spezielle ICs, sogenannte "high side current sense".
Aber vieleicht kannst du genauer/deutlicher beschreiben, was du
eigentlich machen willst.
Es ist Ziel damit Solarzellen zu vermessen, das Problem ist also so was
ich gedacht habe, sobald ich den Messzweig permanent drinne lasse,
entstehen wiederrum Verluste. Es werden viele Messmodule werden , denn
die Zellen werden später in Reihe geschaltet, Bei z.b. 20 Solchen
Modulen benötige ich 20 solcher Messmodule. Ich wollte deshalb die
Verluste minimal halten. Da dachte ich Messfets die einen geringen Rdson
haben, wären da eine gute Idee. So würde nur bei der Messung kurzzeitige
Verluste entstehen und nicht permanennt.
Also dann vermute ich dass der eingezeichnete Motor nur als Last dient?
Da ist es besser einen Lastwiderstand zu nehmen (evtl. Tauchsieder,
Toaster, Heizmatte, Halogenlampe (vorsicht Einschaltstrom)).
Noch ein Verständnisproblem: 1.) Wenn du 20 Module hast, reicht doch
eine Messchaltung, die für die höhere Spannung ausgelegt ist Die
einzelnen Module verhalten sich doch gleich)??
2.) Wenn du ein Modul ausgemessen hast, kannst du das doch auf beliebig
viele hochrechnen?
Falls es dir darum geht, die optimalste Leistungsanpassung zu bekommen,
reicht es nicht nur die Leistungskurve ermittelt zu haben, du musst ja
auch einen DC/DC-Wandler damit ansteuern.
Außerdem ist der optimalste Arbeitspunkt von der Beleuchtung abhängig.
Ich glaube es gibt solch ein fertiges IC von Linear Technology - weis
aber nicht mehr wo/welches.
PS: Falls du für die Ermittlung der Leistungskurve einen steuerbaren
Widerstand brauchst, dann musst du tatsächlich einen MOSFET verwenden.
Dann ist aber ein zusätzlicher Widerstand überflüssig und du solltest
schnell messen, sonst glüht er. Das machst du natürlich nur mit einem
Modul.
Die LEistungskurve ist relativ egal. Es muss nur sagen wir alle 5 min
die aktuelle LEistung ermittelt werden. Das wegen dem Motor ist es
später wird es in den Motor fliessen ist aber vorerst mit einem Akku
gekoppelt, wegen Einschaltpegel etc. ist alles abgesichert. Es geht im
Prinzip lediglich darum kurzzeit mal die LEistung zuermitteln ohne
großartig verluste zu erzeugen. Mit dem Mosfest habe ich das Problem das
sie entwerder nur schlecht sperren (Leckstrom) oder schlecht LEiten. Das
bei 5V am Ugs nicht die kompletten 16V geschaltet werden sondern nur so
3-4V dann.
Im Prinzip gehts es darum allegemein zu checken ob die Module noch
einzeln laufen oder ob ein MOdul "schwächelt" und ausgetauscht werden
muss. Das Mann von jedem MOdul eine LEistungreferenz bekommen kann.
Die MOSFETS schalten nicht richtig, weil es (wie gesagt) die falschen
Typen sind. Du betreibst sie wie eine Kollektorschaltung bei einem
Transistor.
Du brauchst P-Kanal! Der Source kommt an V1. Spannungsteiler von Source
zu Gate und zur Ansteuerung. Wenn das Gate gegen GND gezogen wird,
schaltet der MOSFET perfekt durch, wenn Gate = Source ist, ist er ganz
aus!
Dir ist aber klar, daß Du wenn Du so eine Schaltung für jedes Modul
verwenden willst, Du dafür auch jeweils eine eigene galvanisch getrennte
Stromversorgung brauchst.
Wenn die Zellen mit einer bekannten Last belastet sind kannst Du doch
einfach nur die Spannung der Zellen messen. Durch Vergleich der
einzelnen Spannungen kannst Du eindeutig ermitteln ob eine Zelle ein
Problem hat da bei einer Reihenschaltung durch alle Zellen der gleiche
Strom fliesst.
PS: Wenn du mehrere Module in Reihe testen willst, wäre es das Beste,
eine Widerstands-"Leiter" zu verwenden (Reihenschaltung vieler
Widerstände) und mit entsprechend vielen P-Kanal Transistoren die
Modulabgriffe auf die entsprechende Stelle der Widerstandsleiter zu
schalten. Die Transistoren (mit oben beschriebenem Spannungsteiler)
kannst du dann über Portpins nacheinander schalten. So misst du zwar
nicht die einzelnen Modulspannungen, aber du erhälst immer die gleiche
Spannung wenn die Module OK sind.
So wie du es machen wolltest, ist es ein exorbitanter Aufwand, weil du
differentiell messen müstest - bei erheblicher Gesamtspannung. Da
brauchst du auf jeden Fall Spezial-ICs, die das können
(z.B. von Linear T.).
PPS: Zu Q2
Mit dem Typ schießt du mit Kanonen auf Bakterien!
Dass dein Spannungsteiler so hochohmig ist, ist einiger maßen OK dann
erzeugt er keine Verlustleistung. Aber rechne mal nach, wieviel
Mikroampere(!) fließen.
Da brauchst du keinen RDSon von 0,0000... Ohm. es reicht ein winzig
kleiner Typ, der viel geringere Leckströme hat.
Berechne den Spannungsteiler so, dass 10-100mW entstehen. Das ist dann
stabiler. Außerdem musst du den Innenwiderstand deines Voltmeters / den
Eingangswiderstand des ADCs hineinrechnen.
Außerdem vermute ich, dass er schon kaputt oder "halblebig" ist.
Also der IRFP064 hat einen Leckstrom von maximal 25 uA bei 25°C. Jetzt
rechne einfach mal 25 uA *287 kOhm und du weißt warum das Messgerät
nicht 0V anzeigt. (der Anzeige nach fließen ca. 7 uA, also mitten drin
im Leckstrom statt nur dabei)
>> P-kanal:
Source kommt an "heiße" Stelle => V1: 16V etc.
Der Drain ist dein Ausgang => Motor.
Wenn Gate auf Usource ist, ist er AUS.
Eingeschaltet ist er, wenn das Gate -10V gegenüber Source hat, also in
Richtung Ground gezogen wird.
Da du die maximale Gatespannung nicht überschreiten darfst, brauchst du
einen Spannungsteiler Source - Gate - Steueranschluss.
PS: Achja, ich würd mir die Verschaltung der IRFP064, genauer der
N-Kanal-MOSFETS, nochmal überlegen. Sollen die Fets da bleiben wo sie
sind sind vielleicht P-Kanal-FETs die bessere Wahl ;)
Der MOSFET zur Spannungsmessung ist nicht nur unnötig, sondern wie
Michael gezeigt hat auch problematisch.
Wenn die Widerstände des Spannungsteilers mit weniger als 1/4 Watt
belastet werden, wo ist dann das Problem ihn dauernd aufgeschaltet zu
lassen??
>wo ist dann das Problem ihn dauernd aufgeschaltet zu>lassen??
Das weiß ich auch nicht aber wenn der TE es unbedingt mit MOSFETs haben
will und es so sein soll, dass die "+"-Leitung geschaltet werden soll
würd ich es mal so wie im Anhang versuchen. V1 und V2 können von der
gleichen Quelle sein (z.B. uC-Pin). Die MOSFETs wurden nur willkürlich
gewählt, auf jeden Fall P-Kanal müssen es sein.
Wie gesagt ich will die MEssung nur alle paar min. machen. Ungern würde
ich den Messzweig permanent drinne lassen weil wie gesagt dann
zusätzlich LEistung verbrauche. Was soll ich dann anstelle von mosis
nehmen wenn die Quelle zwischen 0..16V schwankt.
@Manuel
>Wie gesagt ich will die Messung nur alle paar min. machen. Ungern würde>ich den Messzweig permanent drinne lassen weil wie gesagt dann>zusätzlich LEistung verbrauche. Was soll ich dann anstelle von mosis>nehmen wenn die Quelle zwischen 0..16V schwankt.
Du bist schon irgendwie witzig.
Du willst den Strom sparen (Bei Spannungsmessung max. 10yA (in Worten:
microAmpere), aber für Deine 20 Module hast Du genügend Strom für 20
unabhängige galvanisch getrennte Stromversorgungen????
Das heisst Du sparst maximal etwa 1 Tausendstel von dem was Du
zusätzlich brauchst oder anders herum gesagt: dein Zusatzaufwand braucht
1000 mal soviel Strom (ohne den Aufwand zu rechnen) als wenn Du einfach
die Spannungen über Spannungsteiler mit einem Modul ermittelst (Was auch
nicht ideal ist, eigentlich müsste man differentiell messen).
Warum ic die Module isoliert messen wollte ist der. Wenn die In Reihe
geschaltet werden sumiieren sich die Spannungen auf. beim ersten 16
dannn 32V... mann müsste seperat dann die Differenzen zu einander
Bilden.
Zudem galvanischen Trennen. DIe MIrkocontroller müssen eh galvansich vom
HAuptnetz einzeln getrennt werden. DIe werden von einem 12 V Netz
gespeisst und auf Rund 5 V runter Transfomiert.
Eine alternatve wie oben ANgedeutet mit Relais wäre auch möglich, aber
dachte immer das die Langlebigkeit nicht so gegeben ist, bzw hohe
Ansteuerlesitung haben?
Wenn man die MEsszweig permannent drinne lassen würde da habt ihr recht
fällt kaum LEistung dabei ab da habt ihr völlig recht das gestehe ich
ein, nur kommt dass isolieren der Zelle halt hinzu weil dann die
differenz gebildet werden müssen.
Messchaltung1.jpg
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