Kniffliges Shunt Problem

Gast #2127235
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Hallo zusammen,

ich hänge bei einem Schaltungsproblem. Ich habe High-Side (bis zu 60V) 
einen Strommess Shunt (DC). Die Differenz über dem Shunt möchte ich 
separieren und für den uC verstärken. Alle GND sind miteinander 
verbunden (keine galvanische Trennung).

Ihr könnt euch das Problem schon ausmalen: Wie kann ich die hohe 
Spannung von meiner Verstärkerschaltung trennen? Da geht mir ja jeder OP 
kaputt. Ich habe bereits andere Lösungen gefunden (mit dem INA Shunt 
monitor), aber diese sind nur bis zu 36V.

Bin für jeden Tipp sehr dankbar.

Gruss

Dominik
Gast #2127270
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Es fällt eine kleine Spannung von 60mV ab, aber er misst high side bei 
60V.

Gut, die 60mV Differenz runtergeteilt ist dann noch weniger, OK, aber du 
willst es doch so haben. Kannst du dir ja dann mit einem 
Instrumentenverstärker wieder hochpushen.

Aber warum ist high side wirklich nötig?

Jens
Gast #2127313
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>@Jens, es ist eine sehr kompakte Leistungselektronik und ich müsste
>zuviel ändern um den Shunt nach der Last zu platzieren.

Erst denken, dann konstruieren. Ich frag mich immer warum
sich die Leute die Probleme selber machen wo eigentlich
keine sind;)
#2127345
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HCPL 7840-0000E. Ist praktisch genau dafür gemacht und den gibts auch 
bei Reichelt.
Dazu braucht man aber noch z.b. nen kleinen DC-DC-Wandler um die Logik 
der High-Side mit Strom zu versorgen, falls man kein separates Netzteil 
dafür hat.

http://www.reichelt.de/Optokoppler/HCPL-7840-000E/index.html?;ACTION=3;LA=444;GROUP=A55;GROUPID=3046;ARTICLE=76156;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=26mFLwFKwQARoAAB0bUaoda3090282956706a53700c889f1216a6
Gast #2127522
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Dominik W. schrieb:
> Ihr könnt euch das Problem schon ausmalen: Wie kann ich die hohe
> Spannung von meiner Verstärkerschaltung trennen? Da geht mir ja jeder OP
> kaputt.

Hi, Dominik,

wo ist das knifflige Problem?
Was spricht dagegen, dass Du an der Messstelle einen OP betreibst mit 
einer eigens geregelten Versorgungsspannung, und dieser mit einem 
Transistor die Spannung am Shunt in einen Strom wandelt?

Die Industrie misst und regelt schon seit Jahrzehnten erfolgreich mit 
der 4..20mA Stromschleife.

Ciao
Wolfgang Horn
Gast #2127576
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INA168 macht 60V mit und ist pinkompatibel zum INA138, wenn sein ADC mit 
5V betrieben wird kann man doch recht flott über die Formel Vo = 
IS*RS*RL/5k den RL Widerstand berechnen zur Verstaerkung. Möchtest Du 
deinen ADC danach schuetzen, obwohl UBmax = 60V betraegt nimmst du 
einfach 1 Widerstand in Reihe und zwei Dioden zum begrenzen oder einen 
Widerstand + Zdiode 5,1V
Gast #2129789
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Hallo zusammen,

ja ist eigentlich geklärt. Der Allegro IC gefällt mir auch, halt eher 
für kleinere Ströme.

Benötige wie schon erwähnt nichts genaues, das Ganze soll eine 
Überstromabschaltung sein, wenn die ein paar Prozent daneben ist 
passiert nichts.

Danke nochmals für die vielen und hilfreichen Antworten.

Gruss und noch einen schönes Wochenende
Gast #4178916
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Hallo zusammen,

ich möchte noch eine Frage zu diesem Chat stellen.
Ich möchte ebenfalls den Strom über einen Shunt messen allerdings ist 
meine High-Side auf 230V DC, die IC´s von Texas (z.B.INA193) reichen nur 
bis +80V.
Das IC von Linear Technology (LTC6102HV) reicht ebenfalls nur bis 100V.

Habt ihr eine Idee?
Schonmal Danke an euch

Gruß Marcel
#4178953
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Marcel P. schrieb:

> ich möchte noch eine Frage zu diesem Chat stellen.
> Ich möchte ebenfalls den Strom über einen Shunt messen allerdings ist
> meine High-Side auf 230V DC, die IC´s von Texas (z.B.INA193) reichen nur
> bis +80V.

Eigentlich ist Dein Problem doch soweit anders, das
sich ein neuer Thread gelohnt hätte. In Deinem Fall
wäre es m.E. sinnvoll, mit galvanischer Trennung zu
arbeiten. Du erfasst Dein Signal am Shunt, verstärkst
es und macht eine AD-Wandlung. Das Digitalsignal kannst
Du dann problemlos galvanisch getrennt auf beliebige
Potentiale bringen. Du brauchst natürlich ein zusätz-
liches (Klein-)netzteil auf High-Potential zur Versor-
gung der dortigen Elektronik.
#4179057
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Marcel P. schrieb:

> Habt ihr eine Idee?

Im ersten Moment sieht es logisch aus, den Shunt so einzubauen
1
       + Spannung
2
       |
3
       +------   +
4
       |         |
5
      Shunt      |
6
       |         | Abgriff die Strommessung
7
       +------   +
8
       |
9
       |
10
     Verbraucher
11
       |
12
       +--- Masse GND

Bis man dann drauf kommt, dass man sich damit Probleme einhandelt.

Und dann bemerkt man plötzlich, warum diese Variante
1
       + Spannung
2
       |
3
       |
4
     Verbraucher
5
       |
6
       |
7
       +------   +
8
       |         |
9
      Shunt      |
10
       |         | Abgriff die Strommessung
11
       +------   +
12
       |
13
       +--- Masse GND

die einfachere ist, wenn man damit leben kann, dass der Verbaucher 
masseseitig nicht mehr das generelle GND sieht, sondern eine ein klein 
wenig höhere Spannung. Was aber meistens weder den Verbraucher stört, 
noch die Auswerteschaltung. Denn für den Verbraucher ist die Spannung 
über ihm da wie dort genau dieselbe. Dem Shunt ist es auch egal, wo er 
sitzt. Und solange es keine weiteren Verbindungen vom Verbaucher zur 
Auswerteschaltung gibt (weil der zb eine geregelte Spannung für die 
Auswerteschaltung zur Verfügung stellt), ist es der Auswerteschaltung 
auch egal, denn die interessiert sich ja nur für die Spannungsdifferenz. 
Und selbst wenn die 'virtuelle Masse' des Verbrauchers ein paar mV höher 
liegt als GND, spielt das oftmals auch keine grosse Rolle, wenn 
Schaltsignale von der Auswerteelektronik zum Verbraucher gehen. Ein 
logisches High bleibt auch dann noch High, wenn die Spannung aus Sicht 
des Verbrauchers nicht 5V sondern nur 4.5V beträgt.
Aber: Dafür hat die Spannung über dem Shunt plötzlich GND-Bezug und das 
Problem, dass man von von der originalen grossen Spannung runter kommen 
muss ist keines mehr.
Gast #4179068
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Wolfgang Horn schrieb:
> Was spricht dagegen, dass Du an der Messstelle einen OP betreibst mit
> einer eigens geregelten Versorgungsspannung, und dieser mit einem
> Transistor die Spannung am Shunt in einen Strom wandelt?
>
> Die Industrie misst und regelt schon seit Jahrzehnten erfolgreich mit
> der 4..20mA Stromschleife.

Wenn schon Leichen geschändet werden.

Kann mal jemand eine Schaltung hierzu zeigen. Hört sich spannend an, 
kann ich mir aber nicht so ganz vorstellen.

Vielen DAnk.

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