Hallo zusammen. Ich möchte ein Doppelnetzteil bauen, 0-24V. Den Ist-Wert will ich mit einem ADC messen und der Soll-Wert wird mittels DAC eingestellt. Ich möchte die beiden Ausgänge aber auch in Reihe schalten können. Die Ist- und Soll-Werte sollen per µC ausgewertet und angezeigt werden, d.h. im Moment hab ich das so gedacht, dass mittels den sowieso vorhandenen +/-5V Hilfsspannung pro Ausgang die ADCs und DACs versorgt und die SPI-Ansteuerung über Optokoppler getrennt werden. Sollte ansich so funktionieren. Nur jetzt ist mir der Gedanke gekommen, ob es nicht auch ADCs und/oder DACs gibt, die schon einen getrennten Ausgang haben. Problematik ist halt, dass, wenn beide ADCs den negativen Eingang bzw. ihre Masse auf der Masse des Ausgangs haben, der eine Ausgang kurzgeschlossen wird. Deswegen dachte ich, ist es vielleicht möglich einen ADC/DAC zu benutzen die einen getrennten positiven und negativen Eingang bzw Ausgang haben, damit die galvanische Trennung noch vorhanden ist. Ersparniss an Stromquellen gibt es keine, aber ich spare mir eine Reihe von Optokopplern, sprich Platz und Preis, zudem bei günstigen Optokopplern die SPI-Geschwindigkeit eingegrenzt wird. Letztendlich ist die Frage: Gibt es DACs und ADCs, die einen galvanisch getrennten Ausgang bzw Eingang haben? Ich habe mal was von Delta-Sigma-ADCs gelesen, wobei ich damit nichts genau anfangen konnte. Falls es da grenzen der Spannungen vom Negativen Ein-/Ausgang zur Masse gibt, eine Spannungsquelle kann halt bis 24V liefern, vlt wegen der Sicherheit ein paar Volt draufrechnen. Danke schonmal für jede Antwort edit: Natürlich sind auch andere Vorschläge interessant, falls beide von mir gedachten Ideen nicht ideal oder realisierbar sind.
Hallo Michael, anstatt des DAC könntest du doch einen Elektronischen Wiederstand nehmen!? Und bei dem ADC könntest du mit einem OP doch einfach einen Differenzverstärker vorschalten!? Gruß Philipp
Wie meinst du das mit "Elektronischem Widerstand"?? Ein Poti will ich nicht nehmen, da ich ja alles mit dem µC steuern will und ein Digitalpoti hab ich nur mit maximal 1024 Schritten gesehen -> ca 24mV Schrittweite. Abgesehen davon, dass ich eigentlich 10mV Schritte haben wollte, sind 24mV Schritte eher "unschön" von den Werten her. Beim OP wär das gleiche Problem, der braucht ja auch seine Versorgungsspannung. Und wenn es da doch eine spezielle Form gibt, gibt es dann sowas nicht auch gleich im ADC integriert? edit: Ich hab da den MAX11060 gesehen (http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/7240). Der hat "Four Fully Differential Simultaneously Sampled Channels", also In+, In- und Ref pro Eingang. Wenn dieser galvanisch getrennt wäre, wäre der doch ideal. 2x Strom und 2x Spannung. Was mich da bloß ein bisschen zweifeln lässt ist, dass es ein AGND gibt (und auch nur einen) und dass von AGND zu DGND -0,3 bis 0,3V zulässig ist.
Michael Skropski schrieb: > Der hat "Four > Fully Differential Simultaneously Sampled Channels", also In+, In- und > Ref pro Eingang. Hallo, differential ist was anderes als galvanisch getrennt: der ADC misst zwar die Spannung zwischen In- und In+, aber nur innerhalb seines Messbereichs - ich hab nicht nachgesehen, aber das sind oft nur 0..5V. Einen Spannungsabfall an einem Shuntwiderstand, der auf dem Potential + 24V sitzt, kannst du damit nicht messen. Das gilt im Prinzip auch für Differenzverstärker, wenn du einen OpAmp mit +-15V versorgst, darf die Spannung an einem Eingang auch nicht ausserhalb ca. +-12V liegen. Du kannst schon höhere Spannungen verarbeiten, aber dann muss der OpAmp entsprechend beschaltet sein, nämlich eine Verstärkung <1 aufweisen. Bei einer Verstärkung von 0,25 könntest du also bis 4 x 12 = 48 V messen. Um aber z.B. mV auf einem Potential von 48V zu messen, muss die Gleichtaktunterdrückung entsprechend hoch sein, also die Schaltung aus Präzisionskomponenten bestehen. Gruss Reinhard
Ich habe im moment Folgendes pro Ausgang: 2x MAX541 als DAC, 1x MAX1416 als doppel-ADC und 1x MAX6126 als 2,5V Referenz. Dazu 9 Optokoppler: DIN, DOUT, SCK, CS1, CS2, CS3, ADC-Ready, An/Aus (um den kopletten Ausgang auszuschalten) und ein Signal, das angibt, ob er Strom oder Spannung begrenzt. Die Massen der ADCs und DACs sind quasi an der Masse von der Gleichrichtung. Sprich. Der Strom geht über Längstransistoren an die "+"-Klemme, durch den Verbraucher an die "-"-Klemme. Von da über den Shunt und das wars. Und da ist die Masse. Also messe ich "Ur" und berechne den Strom mit Ur/Rshunt und die Spannung ist Ug-Ur, weil die Masse ja noch hinter dem Widerstand ist. Und ich dachte, ich kann den ADCs und DACs vielleicht "rausziehen", dass ich mir insgesammt 12 Optokoppler spare und die Trennung im IC drin ist. Aber ich denke, das wird wohl nicht gehen.
Nimm zwei Attiny (z.B. ATTiny84), die du lokal versorgst und binde die über eine einfachen Schnittstelle wie UART oder I2C an deinen jetzigen Mikrocontroller an. Isolierende Pegelumsetz dafür gibt es fertig zu kaufen oder sind einfach mit <10 Bauteilen aufzubauen.
Daran hab ich auch schon gedacht, das ein µC (PIC in meinem Fall) die Daten erfasst, umrechnet und dieses dann auf Anfrage übermittelt. Wobei die Lösung nicht viel an Platz und an Kosten spart, dafür müssen 2 µC mehr programmiert und geflasht werden..
Die mittels ADC -> Mikrocontroller -> DAC aufgebauten Regelschleifen sind im Normalfall zu langsam um ein Netzteil vernünftig zu regeln. Eine analoge Regelung, bei der nur Sollwert vom Mikrocontroller mittels DAC vorgegeben wird, ist vernünftiger. Einfach Optokoppler in den SPI-Leitungen machen wenig Sinn. Die Betriebsspannungen für die Schaltungsteile auf den jeweils anderen Seiten der Koppler müssen nämlich auch galvanisch getrennt sein. Solange da irgendwo eine gemeinsame Masse ist nützt das bei deinem Problem nicht viel. Das heißt, mit den Optokopplern handelst dir das Problem ein weitere galvanisch getrennte Spannungen erzeugen zu müssen. Dein Doppel-ADC ist dabei ebenfalls Mist. Den müsstest du auf den analogen Eingangsseiten entkoppeln. Beide Kanäle haben nämlich eine gemeinsame Masse. Ebenso ist die gemeinsame Spannungsreferenz ein Problem. Die galvanisch zu entkoppeln versaut dir Dank der Drift von Optokopplern den Tag. Du solltest das gesamte Konzept nochmal überdenken und nicht nach dem LEGO-Prinzip eine Schaltung zusammenstecken "Oh, das ist ein schöner Stein, den stecke ich mal hier rein".
Michael Skropski schrieb: > Ich habe im moment Folgendes pro Ausgang: 2x MAX541 als DAC, 1x MAX1416 > als doppel-ADC und 1x MAX6126 als 2,5V Referenz. Dazu 9 Optokoppler: > DIN, DOUT, SCK, CS1, CS2, CS3, ADC-Ready, An/Aus (um den kopletten > Ausgang auszuschalten) und ein Signal, das angibt, ob er Strom oder > Spannung begrenzt. Also an Deiner Stelle würde ich mir mal den SPI iCoupler von Analog Devices angucken... Den rest über einen billigen 6fach Opto-Koppler Grüße Michelle
Mehrwert schrieb: > Die mittels ADC -> Mikrocontroller -> DAC aufgebauten Regelschleifen > sind im Normalfall zu langsam um ein Netzteil vernünftig zu regeln. Eine > analoge Regelung, bei der nur Sollwert vom Mikrocontroller mittels DAC > vorgegeben wird, ist vernünftiger. So ist es auch. Nur will ich mit dne ADCs den tatsächlichen Wert messen und nicht "ich geb den Wert vor, die Regelung macht da das richtige drauß und dem vertrau ich". Z.B. bei einem Kurzschluss regelt die Schaltung runter. Vorgeben tu ich aber x Volt. An den Klemmen liegen aber 0V an, weil die Spannung eben runtergedreht ist, wegen kurzschluss. Würde ich nicht mit dem ADCs messen, wüsste ich nicht, wie groß die Spannung da ist. Also die Regelung ist Analog, trotzdem brauche ich 2 DACs und 2 ADCs. Mehrwert schrieb: > Einfach Optokoppler in den SPI-Leitungen machen wenig Sinn. Die > Betriebsspannungen für die Schaltungsteile auf den jeweils anderen > Seiten der Koppler müssen nämlich auch galvanisch getrennt sein. Das ist auch der Fall. Ich habe einmal 24V DC und +/-5V inkl GND. Und das ganze pro Ausgang, sprich 2 mal, plus einmaligen 5V für den Steuer-PIC (PIC18F67K22), Display, USB etc.. Insgesammt also: 2x +24V / 5A, 2x +/-5V / 100mA mit Masse/Mittelabgriff (für die Regelung der 24V), 1x +5V / 1A (für LCD, PIC, LEDs, usw). Jede Spannung ist untereinander getrennt. Wenn man so will, hab ich 5 Trafos. 2 ADCs sind an den einen 5V/100mA für die Regelung von Ausgang 1 und die anderen 2 ADCs sind an den anderen 5V/100mA für die Regelung von Ausgang 2. Und die SPI-Leitungen sidn mit Optokopplern jeweils getrennt, da der µC an den 5V/1A hängt. Deshalb würden auch die +/-5V bleiben, wenn die ADCs und DACs wegfallen, da diese ja trotzdem noch gebraucht werden. Mehrwert schrieb: > Dein Doppel-ADC ist dabei ebenfalls Mist. Den müsstest du auf den > analogen Eingangsseiten entkoppeln. Beide Kanäle haben nämlich eine > gemeinsame Masse. Der ADC ist ja im moment an der gleichen Versorgungsspannung wie der Netzteilausgang. Und ob ich 2 ADCs nehme und von beiden die Masse an den gleichen Punkt mache oder ich nehme ein Doppelnetzteil ist ja das gleiche. Die 2,5V sind ebenfalls an den 5V für die Regelung vom Ausgang und nicht an den 5V für den µC. Mehrwert schrieb: > Du solltest das gesamte Konzept nochmal überdenken und nicht nach dem > LEGO-Prinzip eine Schaltung zusammenstecken "Oh, das ist ein schöner > Stein, den stecke ich mal hier rein". Obwohl ich LEGO mag, war es nicht so. Ich hab mir den Schaltplan vom Netzteil gesucht, das im Ursprünglichen ein einfaches Netzteil war. Da war der Trafo für die +/-5V etwas Leistungsfähiger, dafür war der µC und Display und alles auch noch da dran. Da ich jetzt 2 mal das gleiche baue und mit einem zentralen µC beide steuern will, muss ich halt trennen. Welchen µC ich da nehme ist ja ansich egal und die ADCs und DACs haben ja auch nicht soo große Anforderungen. Rauscharm und genau müssen sie sein. Also.. So wie es im moment ist, sollte und müsste es funktionieren. Nur wäre eben ein ADC und DAC mit galvanisch getrenntem Ausgang bzw Eingang eine Erleichterung. Das mit den 2 extra PICs für die Auswertung der ADCs und DACs find ich garnicht so dumm, da spar ich mir bei I²C schon ein paar Opto's.
Michael Skropski schrieb: > Daran hab ich auch schon gedacht, das ein µC (PIC in meinem Fall) die > Daten erfasst, umrechnet und dieses dann auf Anfrage übermittelt. Wobei > die Lösung nicht viel an Platz und an Kosten spart, dafür müssen 2 µC > mehr programmiert und geflasht werden.. Das ist quark... it nur einer. Nimm einen SPI iCoupler und setze ihn zwischen den Haupt-µC und den für die Steuerung Dann benötigst Du überhaupt nur EINE ISOLIERUNG. Die Datenerfassung und -steuerung übernimmt dann der kleine und entlastet den Haupt-µC Sowas machen übrigends alle seriösen Geräte-Hersteller. Die Programiering des kleinen µC kann auf ein absolutes minimum programmiert und störsicher gemacht werden. Anm.: In meinem Mobilhome habe ich über 120 Microcontroller verbaut wovon einige gerade mal 2 kByte Flash haben. War eben enfacher und billiger als eine komplette Schaltung einzusetzen. Die µC habe ich extern geflasht und dann erst eingelötet. Sind übrigends alles ARM µC wie Cortex M0/M3, ARM7 sowie ARM9 und ich benötige nur EINE EINZIGE Entwicklungsumgebung. Grüße Michelle
Michelle Konzack schrieb: > Das ist quark... it nur einer. > > Nimm einen SPI iCoupler und setze ihn zwischen den Haupt-µC und den > für die Steuerung Dann benötigst Du überhaupt nur EINE ISOLIERUNG. Ich glaube, ich hab mich wohl nich präzise ausgedrückt. Man braucht für die 2 ADCs und die 2 DACs nur einen zusätzlichen PIC. Aber ich habe ja 2 Ausgänge, also brauche ich 2 extra PICs. Ich hab quasi 2 mal das gleiche regelbare Netzteil, die nur miteinander "verbunden" werden müssen, dass beide über ein µC steuerbar sind. Hmm.. Ansich könnte ich ja auch bei einem Teil den Trafo für die +/-5V "größer" nehmen und da alles dranpacken, dann spar ich mir eine Trennung.
Michael Skropski schrieb: > Also.. So wie es im moment ist, sollte und müsste es funktionieren. Warum fragst du dann hier? Mach einfach, wenn du sowieso alles besser weißt.
Ist so ein Bauteil vlt. das, was du suchst? Si890x von Silicon Laboratories http://www.elektroniknet.de/power/power-management/artikel/88887/ http://www.mouser.de/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=145768005
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