Hallo zusammen, ich möchte mit ca. 15 kHz (eventuell schneller) eine hohe Spannung messen. Diese schwankt hoffentlich nicht zu stark und befindet sich bei ca. 600 Volt. Wie macht man das am besten? Mir fällt nur Spannungsteiler und ADC ein. Die Frage ist ob das dann noch genau wird.... Ich weiß jetzt gibts Ärger, aber die Genauigkeit die ich benötige weiß ich noch nicht :-D Was für Alternativen zum Spannungsteiler gibt es? Was ist am Sinnvollsten? Dank und Gruß
Mit Spannungsteiler und einem 10bit ADC kämst du immer hin schon auf ca. 0,58 Volt Genauigkeit, saubere AREF und saubere Versorgung vorausgesetzt. Ansonsten könntest du eine konstante Spannung abziehen, z.b. mit Zenerdioden. Also 5 Stück 100V Zener und du hast nur noch 100 schwankende Volt.
>15 kHz (eventuell schneller) >Diese schwankt hoffentlich nicht zu stark Wenn Deine Spannung nicht stark "schwankt" was willst Du dann 15000 Mal pro Sekunde messen? Zur Systematik: Ein kompensierter Spannungsteiler gefolgt von einem Impedanzwandler. Der Spannungsteiler macht Dir das Ganze, für die meisten Wandler, zu hochohmig.
@ Matthias Sch. (Firma: Matzetronics) (mschoeldgen) >Mit Spannungsteiler und einem 10bit ADC kämst du immer hin schon auf ca. >0,58 Volt Genauigkeit, Auflösung, siehe Auflösung und Genauigkeit. >Ansonsten könntest du eine konstante Spannung abziehen, z.b. mit >Zenerdioden. Also 5 Stück 100V Zener und du hast nur noch 100 >schwankende Volt. Und einen arg undefinierten Offset. Der OP sollte, wie so viele, sich über Netiquette infromieren.
Hallo, Danke. Dann bleibt quasi nur ein Spannungsteiler und ein Impedanzwandler. Was ist ein kompensierter Spannungswandler? Gegegen was kompensiert?
600V sind ein Bereich, den man Problemlos mit einem einfachen Spannungsteiler, welcher direkt in den ADC geht, messen kann. Spannungsfestigkeit/Leistung der Widerstände beachten. Eine Zenerdiode (muss man nicht auf den letzten Widerstand setzen) gegen Surges kann hilfreich sein.(Klar hat das dann Tiefpasswirkung.... kannst du noch Kondensatoren hinsetzten, den über 7,5kHz darf der ADC eh nichts sehen, das macht eine Kompensation sowieso unnötig) Macht jeder Umrichter, PFC auch nicht anders und da sinds auch mehr als 600V. Das mit den Zenerdioden zum Abziehen von Spannung ist jedenfalls Murks. Wenn du jetzt glaubst, du musst die Verluste des Spannungsteilers einsparen, wirds eben komplizierter. Und mehr zu Thema wäre hilfreich, wieso 15kHz? Auflösung? Genauigkeiten? Welcher ADC? Temperaturbereich? MFG Fralla
Also ich bin ja leider auch ein elektrotechnischer N000b,
aber 600V täte ich jetzt in meiner Naivität einfach mit nem 1000:1 R
Divider machen... solange die 600V positiv bleiben.
Wenn sie das nicht tun, würde ich versuchen, mit nem R-Div und nem
OP(und oder ner ZD), irgendwie in den "ersten" Quadranten zu gelangen...
Kleiner Trost zur späten Stunde:
etwas weniger rechnen, sondern einfach "das Gefühl" entscheiden lassen,
das hat, so glaube ich, schon vielen Elektro-"Typen" geholfen...
Aber ich bin auch noch ganz am Anfang...
aber wenn bei einer Rechnung, ein C zu bestimmen, plötzlich kiloFarad,
oder bei einer Induktivität Giga-Henry rauskommen, dann hast
{[allerhöchst]}wahrscheinlich was falsch gemacht...
Danke an alle
ich werde mal schaun...
> 1000:1 R
Das ehr nicht, maximale Spannung wird auf maximale Spannung des OPVs
runtergeteilt. Wird wahrscheinlich eh ein Bauteilgrab, viell. nehm ich
MELFs die haben glaub ich wenigstens > 200 Volt Spannungsfestigkeit.
Danke noch mal
Hallo, ich habe noch eine Nachfrage. Wie hochohmig darf der Spannungsteiler maximal sein? Normale Widerstände können ja nur 1/8 Watt ab. Bei 600 Volt komm ich da in den MOhmbereich. Klar kommt das auf die Anwendung an, aber reicht es wenn da 200µA fließen oder höre ich dann die Elektronen husten?
Montag schrieb: > Normale Widerstände können ja nur 1/8 Watt ab. Beachte Kriechstrecken und max. Spannungsfestigkeit der Widerstände. Du solltest für den 'oberen' Widerstand mehrere in Reihe schalten.
Montag schrieb: > aber reicht es wenn da 200µA fließen Kommt darauf an. Du hast was von 15 KHz geredet und gleichzeitig gemeint das Signal würde sich 'nicht schnell' ändern. Was also? Prinzipiell braucht der A/D Wandler eine relativ niederimpedante Quelle, wenn er genau und schnell messen soll. Ausserdem solltest du eh zumindest durch einen kleinen C im Spannungsteiler einen Tiefpass einbauen dessen Grenzfrequenz max. bei Abtastrate/2 liegt. Wenn du wirklich genau und auch noch halbwegs schnell messen willst brauchst du einen Impedanzwandler (OP als Spannungsfolger) nach dem Spannungsteiler.
Montag schrieb: > Klar kommt das auf die Anwendung an, aber reicht es > wenn da 200µA fließen oder höre ich dann die Elektronen husten? Wenn das so wäre müßten alle DVM's wegen Dauerhusten zum Onkel Doktor!
Hallo,
die Spannungsfestigkeit habe ich im Auge ... Gibt welche mit 400Volt,
d.h. ich komme mit drei hin.
>Kommt darauf an. Du hast was von 15 KHz geredet und gleichzeitig gemeint
das Signal würde sich 'nicht schnell' ändern.
Das muss relativ genau überwacht werden. Bei kleinen Änderungen muss ich
gegenregeln. Ist das ein Widerspruch?
Wo kommt der Kondensator zu Kompensation rein? Ich hatte dazu schon mal
gesucht, aber nichts brauchbares gefunden.
Impedanzwandler ist auf jeden Fall schon drin.
Du kannst dir so'n ganz modernes Multimeter kaufen und deinen Hochspannungsmeßwert auf deinem Smartphone mit 'ner APP abrufen. http://www.datatec.de/cgi-bin/shop/lshop.cgi?action=showdetail&artnum=u1177a&wkid=21077&ls=d&nocache=1352218861-21777
Wenn Du keinen Ärger mit "Heinz dem Heizer" bekommen willst, so hilft Dir Arbeitsteilung. Wenn Du z.B. 50KOhm benötigst, kannst Du ja auch 2 x 25K verwenden. Deine Verlustleistung verteilt sich dann auf zwei Widerstände. Auch bekommst Du nicht so schnell Ärger mit Herrn Voltaire, da sich die Spannung (im obigen Beispiel) auch halbiert. Standartwiderstände haben's nicht so mit hohen Spannungen.
Student schrieb: > das Signal würde sich 'nicht schnell' ändern. > > Das muss relativ genau überwacht werden. Bei kleinen Änderungen muss ich > gegenregeln. Ist das ein Widerspruch? Du solltest einmal präzise werden: Wie schnell wirklich? In Zahlen !!! Wie genau? Auch in Zahlen !! Welcher ADC, uC ? Hersteller, Bezeichnung, Auflösung, Eingangswiderstand. Wenn Du vernünftige Tipps haben willst, dann beschreibe deine Anwendung! Ohne diese Angaben tun wir uns schwer!
Fritz schrieb: > Wie schnell wirklich? In Zahlen !!! > Wie genau? Auch in Zahlen !! > Welcher ADC, uC ? Hersteller, Bezeichnung, Auflösung, > Eingangswiderstand. 15 kHz hatte ich angegeben, wie genau ist nicht die Frage geht ehr ums Prinzip. Ca. 0,5 Volt Genauigkeit wird langen. Es geht um die Überwachung einer Kondensatorspannung (deswegen die langsame Änderung). ADC habe ich noch nicht ausgewählt .... spielt finde ich aber auch keine Rolle. Es geht mir ehr ums Prinzip. Was ich echt noch vergessen habe ist eine galvanische Trennung. Ich bin im Moment bei Spannungsteiler, Impedanzwandler, dann ein ADC und danach irgendein digitaler Optokoppler. Frage wie macht man es besser? Gibt es Bauteile mit galvanischer Trennung im ADC oder Impedanzwandler? Es geht hier nicht um absolute Genauigkeiten. Danke
Montag schrieb: > Ich bin im Moment bei Spannungsteiler, Impedanzwandler, dann ein ADC und > danach irgendein digitaler Optokoppler. > Frage wie macht man es besser? Gibt es Bauteile mit galvanischer > Trennung im ADC oder Impedanzwandler? Es geht hier nicht um absolute > Genauigkeiten. Galvanische Trennung? Welche Isolationsspannung welche Normen müssen eingehalten werden? Was willst du nach dem ADC mit den Daten machen? In einen uC oder PC? Wo man die galvanische Trennung am einfachsten macht ist auch davon abhängig.
Fritz schrieb: > Galvanische Trennung? Welche Isolationsspannung welche Normen müssen > eingehalten werden? So das ich mir nicht die Finger verbrenne, mehr nicht. Geht in einen CPLD/FPGA je nach dem was ich finde.
Montag schrieb: > So das ich mir nicht die Finger verbrenne, mehr nicht. 600V DC sind absolut lethal! Wenn du dir darüber nicht im Klaren bist, laß es lieber sein! Ist das irgendeine Bastelei, oder ein seriöses Produkt, das du da planst. In beiden Fällen solltest du ein Sicherheitskonzept haben. Dies läßt sich aber nicht so mails festlegen, überhaupt wenn du nach wie vor keine vernünftige Projektbeschreibung machst! Montag schrieb: > Geht in einen CPLD/FPGA je nach dem was ich finde. Kein halbewgs erfahrener Elektroniker wird bei 15KHz Abtastrate ein CPLD/FPGA verwenden, wenn das nicht absolut notwendig ist, kann ich mir aber hier nicht vorstellen.
Hallo Fritz. Ich danke dir für deine Antworten, aber leider hilft mir das nicht viel. Du scheinst ja Ahnung zu haben. Vielleicht hast du noch was zu meiner Frage zu sagen. Ich will nicht Beratungsresistent wirken, doch ich habe mir zu dem Konzept meine Gedanken gemacht. Wo ich wenig Erfahrung habe ist, eine Spannung galvanisch getrennt zu messen. Fritz schrieb: > Ist das irgendeine Bastelei, oder ein seriöses Produkt Ist eine Forschungsarbeit, d.h. es ist egal wie groß oder hässlich es ist, ich will aber meinen Steuerkreis sauber von der Hochspannung getrennt haben. Alles was da rein oder rausgeht ist galvanisch getrennt. Fritz schrieb: > vernünftige Projektbeschreibung machst! Das Projekt, ist nicht mit einem Satz zu beschreiben und darf ich auch nicht weiter ausführen. Ist aber auch nicht wichtig. Ich möchte die Spannung über einem Kondensator (Zwischenkreiskondensator), unter den oben gennanten Rahmenbedingungen messen. Fritz schrieb: > Kein halbewgs erfahrener Elektroniker wird bei 15KHz Abtastrate ein > CPLD/FPGA verwenden, wenn das nicht absolut notwendig ist, kann ich mir > aber hier nicht vorstellen. Das hat auch nichts mit der Frage zu tun. Der FPGA hat noch andere Aufgaben und diese sollen mehr als flott erledigt werden. Die Spannungsmessung ist eine Nebengröße. Was ich suche ist Antworten wie, schau dir mal das IC an... oder der Hersteller, oder das misst man so nicht, sondern so und so und so.... Freue mich auf Antworten + allen einen schönen Abend
nimm dir 3 bedrahtete 330k-Widerstände in Reihe, wenn das nicht die ganz kleinen sind, halten die jeweils 400V DC und mehr aus (Datenblatt!) und dann ein 10k dahinter. Ergibt 1:100 und ist mit 0,1% Tolerierten Widerständen noch günstig. Ansonsten nimm das Teil: http://www.digikey.de/product-detail/de/1776-C681/1776-C681-ND/2139007 Ist zwar etwas teurer, aber wenn du mit FPGAs hantierst und es ein Forschungsprojekt ist, kommt es evtl. nicht so auf den letzten Euro an. Bei beiden Varianten geht dann vom Spannungsteiler der Abgriff auf einen OpAmp als Impedanzwandler. Wenn du die Spannung galvanisch trennen musst, geht der OpAmp auf einen ISO124 und dessen Ausgang dann zum ADC. Du hast nix von einer erforderlichen Genauigkeit gesagt, daher die Lösung, die ohne große Mühen 0,3% Genauigkeit erreichen kann.
Montag schrieb: > Was ich suche ist Antworten wie, schau dir mal das IC an... oder der > Hersteller, oder das misst man so nicht, sondern so und so und so.... Meine Empfehlung wäre: Eingang - hochohmiger Spannungsteiler (nur R) - Impedanzwandler, aber nur wenn der darauffolgende ADC nicht genügend hochohmig ist - ADC mit seriellem Ausgang- OPtokoppler oder Digitalkoppler -- CPLD/FPGA Als Tip für die ADC's kann ich Analog Devices (Analog.com) bzw. Texas Instruments (ti.com) empfehlen. Die haben beide Suchmöglichkeiten für Z.B. ADC's wo man sehr gut die gewünschten Parameter eingrenzen kann. Bei Analog.com unter Interface Isolation gibt es Koppler die auch noch eine isolierte 5V-Versorgung für den ADC bereitstellen (Stichwort IsoPower).
Laut gedacht, ich kenne die genaue Schaltung nicht. Die Zahlen sind nur beispielhaft: Die 600V scheinen sich nur um ein paar Volt zu ändern. Kannst du eine DC-Hilfsspannung von 600V und 605V erzeugen? Der A/D-Wandler wird mit GND an 600V und mit Vcc an "Dort oben" sitzt dann ein A/D-Wandler der über Optokoppler die digitalen Daten überträgt. Der Ausgang des Optokopplers ist potentialfrei. In anderen Worten: Eine Highside Messung der Spannung.
Nachtrag, habe ein paar Wörter vergessen :-) Der schrieb: > Der A/D-Wandler wird mit > GND an 600V und mit Vcc an Der A/D-Wandler wird mit GND an 600V und mit Vcc an 605V angeschlossen.
Kevin K. schrieb: > geht der OpAmp auf einen ISO124 und dessen Ausgang dann zum ADC. Vorschläge in diese Richtung habe ich gesucht. Nachteil ist die Aufwendige Spannungsversorgung des Chips. Viel. finde ich da noch was unipolares. Fritz schrieb: > Als Tip für die ADC's kann ich Analog Devices (Analog.com) bzw. Texas > Instruments (ti.com) empfehlen. Die haben beide Suchmöglichkeiten für > Z.B. ADC's wo man sehr gut die gewünschten Parameter eingrenzen kann. > > Bei Analog.com unter Interface Isolation gibt es Koppler die auch noch > eine isolierte 5V-Versorgung für den ADC bereitstellen (Stichwort > IsoPower). Danke auch hierfür. Das ist wohl der beste Weg. Ich kenne die ADUMs quasi Ein-Chip DCDC Wandler. Das es das gleich im Kombipack gibt wusste ich nicht. Damit kann ich dann meine ADC und eventuell Impedanzwandler betreiben. Da werde ich mich morgen mal durchwühlen. Komisch das es keine ADCs mit integrierten Optokoppler gibt. Ich meine ich hätte das mal von AVAGO gesehen, die wollten aber noch einen sinc3 filter hinten dran haben. Der schrieb: > Die 600V scheinen sich nur um ein paar Volt zu ändern. Kannst du eine > DC-Hilfsspannung von 600V und 605V erzeugen? Der A/D-Wandler wird mit > GND an 600V und mit Vcc an Ich denke das wird zu aufwenig, vorallem weil die Kondensatorspannung im Prinzip beliebig ist. Danke für deinen Vorschlag. Danke an alle, weitere Vorschläge willkommen.
Montag schrieb: > Kevin K. schrieb: >> geht der OpAmp auf einen ISO124 und dessen Ausgang dann zum ADC. > > Vorschläge in diese Richtung habe ich gesucht. Nachteil ist die > Aufwendige Spannungsversorgung des Chips. Viel. finde ich da noch was > unipolares. Nimm dir einen DC/DC-Wandler mit +-12-15V, filter das Signal danach mit einem PI-Filter und versorg OpAmp und ISO damit. Die Lösung ist vergleichsweise unaufwändig, ansonsten müsstest du einen A/D-Wandler auf die "heiße" Seite packen, der bekommt dann noch eine Referenzspannung, die du nur für diesen ADC verwenden kannst, du brauchst Kondensatoren und am Ende auch einen digitalen Isolator (ADUM von Analog oder die SI86xx). Ist vom Aufwandher zumindest nicht geringer.
Ich entwerfe zur Zeit eine Schaltung, wo ich den AMC1200 einplane (mit Spannungsteiler an 800 V DC). Kannst du dir ja auch mal anschauen. (Die Versorgung der High-Side wird bei mir aus einem galvanisch getrennten IGBT-Treiber mitverwendet, den ich in meiner Schaltung brauche.) Zum testen bzw. für einen Prototyp kann man auch wunderbar ein Steckerschaltnetzteil für 2-3 € nehmen die sind eigentlich auch alle galvanisch getrennt.
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