Hi,
ich will eine Schaltung entwickeln welche einen programmierbaren
Wiederstand vor Überlastung durch zu hohen Strom schützt (Imax=5mA).
Die Schaltung wird über USB gespeist und programmiert. Die Schaltung
welche den programmierten Widerstand nutzt ist unbekannt (hat also nicht
zwingend den gleichen Bezugspunkt)
Um den Schutz zu realisieren möchte ich über einen Shunt den Strom via
Instrumentenverstärker messen. Da die Polarität der an den
programmierbaren Widerstand angelegten SPannung beliebig ist
(Vmax=+/-5V) will ich die Spannung über dem Shunt mit 2,5V überlagern.
Die resultierende Ausgangsspannung des Instrumentenverstärkers wird auf
einen Fensterkomparator gegeben. Dieser schaltet über ein elektronisches
Relais den Laststromkreis.
Ich hoffe die Beschreibung ist ausreichend, da ich noch keinen
elektronischen Schaltplan erarbeitet habe.
Meine Frage: Ist es notwendig dass der Instrumentenverstärker die
gleiche Masse hat wie das Objekt das den Strom durch den Widerstand
erzeugt ?
Na, wenn die Massen unterschiedlich sind, so sollte zumindest eine
galvanische Trennung sichergestellt sein, sonst gibt's evtl Probleme mit
Ausgleichströmen über die Masse.
Galvanische Trennung ist halt aufwändig. Ein Gedanke war einen
Hall-Sensor zu verwenden. Allerdings sind sie nicht für solch geringe
Ströme erhältlich bzw reicht dann die Ausgangspannung nicht aus.
Über Ausgleichsströme habe ich mir ehrlichgesagt keine Gedanken gemacht.
In wie weit sind sie problematisch ?
SatWork schrieb:> Galvanische Trennung ist halt aufwändig
Wieso? Macht doch jeder Trafo. nebenbei: galvanisch wären die
Schaltungen natürlich nicht getrennt, da Du ja die Spannung abgreifst
und mißt. Ich meinte nur, wenn die Masse der Meßschaltung nicht
definiert ist, dann sollte man zumindest dafür sorgen, daß sie definitiv
nicht mit der Masse der anderen Schaltung verbunden ist, sonst j´kann's
Ströme geben und wenn die Masseverbindung suboptimal ist, gibt's dort
Spannnungsabfälle, die Dir ins Handwerk pfuschen.
Aber verstehe ich Dich richtig, daß das Massepotential des
Instrumentenverstärkers schon bekannt ist, daß Du dieses nur woanders
hin legen willst - wieso eigentlich? Und wieso brauchst Du den IV
überhaupt? Die Komparatoren kommen wahrscheinlich besser ohne aus.
Johann schrieb:> Wieso? Macht doch jeder Trafo. nebenbei: galvanisch wären die> Schaltungen natürlich nicht getrennt, da Du ja die Spannung abgreifst> und mißt.
Trafo ist nicht möglich da die Spannung beliebig sein kann, also auch
DC.
Johann schrieb:> Aber verstehe ich Dich richtig, daß das Massepotential des> Instrumentenverstärkers schon bekannt ist, daß Du dieses nur woanders> hin legen willst - wieso eigentlich?
Instrumentenverstärker weil:
- EIngang für Offset vorhanden (brauche ich damit ich keine negativer
Versorgungspannung einplanen muss)
- ..ich dachte ihm reicht eine differenzspannung an seinen eingängen
(Habe dabei an ein Multimeter gedacht, welches ja auch nach dem Prinzip
misst)
SatWork schrieb:> Trafo ist nicht möglich da die Spannung beliebig sein kann, also auch> DC.
Es gibt auch Schaltnetzteile. Die können auch DC/DC
> (brauche ich damit ich keine negativer Versorgungspannung einplanen muss
Pffft...
Mit den Randbedingungen rückst Du so peu a peu raus. Da habe ich keine
Lust, mir noch Gedanken zu machen, wie man so ertwas lösen könnte, wer
weiß, was Du dann wieder dagegen hast!
Ich würde es so machen: duale Spannungsversorgung, 2 Komparatoren mit
offenen Kollektoren, deren Ausgänge zusammenschalten. Danach noch eine
Pegelwandlung.
Du musst einen Rückkehrpfad der Eingangsleckströme schaffen. Die Masse
des INAs MUSS mit der Messmasse zumindest hochohmig verbunden sein. Was
aber nicht sein muss, ist dass diese Masse der USB-Masse entspricht. Du
kannst natürlich nach dem INA wunderbar trennen.
Hi, SatWork,
> Allerdings sind sie nicht für solch geringe Ströme erhältlich...
Was hindert Dich, den Hallsensor mit einem Ringkern empfindlicher zu
machen?:
1. Nimm einen Ringkern hoher Permeabilität, notfalls sogar Mumetall,
2. Säge einen Schlitz hinein, in den Du den Hallsensor positionierst.
3. Die Ringkernspule führt den zu messenden Strom. Je mehr Windungen,
desto empfindlicher.
4. (Option) Noch eleganter, wickle eine isolierte Kompensationsspule
dazu, gespeist in Abhängigkeit vom Signal eines bipolaren Hallsensors.
Ciao
Wolfgang Horn
Sorry, hab den Thread links liegen lassen müssen... Vielleicht ist ja
noch einer dabei.
nicht "Gast" schrieb:> Du musst einen Rückkehrpfad der Eingangsleckströme schaffen. Die Masse> des INAs MUSS mit der Messmasse zumindest hochohmig verbunden sein. Was> aber nicht sein muss, ist dass diese Masse der USB-Masse entspricht. Du> kannst natürlich nach dem INA wunderbar trennen.
Die Eingangsströme (wenn ich dich richtig interpretiere ist das der
Input Bias Current) liegen beim INA326 laut Datenblatt bei
typischerweise +/-0,2nA. Sollten die etwa meine Messung stören ?
Brauche wohl doch ne negative Versorgungsspannung da die Spannung an den
Eingängen des IVs nur geringfügig über VCC bzw unter 0V (bei Single
Supply) liegen dürfen. Ein Regler mit Ladungspumpe benötigt ja wenig
BEschaltung und liefert genug Strom für den low power amp.
Wolfgang Horn schrieb:> Was hindert Dich, den Hallsensor mit einem Ringkern empfindlicher zu> machen?:
Klingt von der Theorie her interessant, allerdings zu aufwändig in der
Produktion.
