Wie funktioniert diese Strommessung?

Ja, aber die stromproportionale Spannung am IRC540 kann nur positiv 
sein, woher sollte da eine negative Spannung herkommen? Und der LM358 
ist als invertierender Verstärker beschaltet, dann müsste die 
Eingangsspannung negativ sein, damit die Ausgangsspannung wieder positiv 
ist. Wie lösen wir diesen Widerspruch auf???

Die Schaltung ist von dem Pollin-Bausatz Nr. 810 026
Eventuell ist da ein Fehler im Schaltplan?!

Peter R. schrieb:
> Der IRC 540 scheint ein MOSFET mit current-sense-Ausgang zu sein. Das
> Substrat hat eine Anzapfung, an der eine stromproportionale Spannung
> ansteht

Es gibt keine stromproportionale Spannung an dem IRC540, sondern einen 
Id-proportionalen Strom (um den Skalierungsfaktor kleiner als Id) aus 
dem Current-Sense-Pin in das selbe Potential wie Power-Source. Wenn man 
einen Shunt in die Leitung legen würde um eine Spannnung zu erhalten, 
würde der Skalierungsfaktor stark stromabhängig werden. Daher die 
Virtual-Ground-Schaltung mit dem OPV.

ArnoR schrieb:
> Es gibt keine stromproportionale Spannung an dem IRC540

Da hast Du natürlich Recht, aber der stromproportionale Strom ist 
positiv. Deshalb müsste die Ausgangsspannung am Pin1 des LM358 negativ 
sein. Diesen Widerspruch gilt es aufzulösen!

Hein Mück aus Bremerhaven schrieb:
> aber der stromproportionale Strom ist
> positiv. Deshalb müsste die Ausgangsspannung am Pin1 des LM358 negativ
> sein.

Das stimmt. Ich denke auch, dass die Schaltung so wohl nicht 
funktioniert.

Man könnte allenfalls durch die deutliche Verschiebung der Massen (es 
gibt in der Schaltung ja getrennte Massen für den Lastkreis und die 
Steuerung/Messung) die Stromrichtung umkehren und eine positive 
Ausgangsspannung des OPV (dann aber umgekehrt proportional zum Strom) 
erzwingen.

Jack Daniels schrieb im Beitrag #3401980:
> @Hein Mück aus Bremerhaven:
> Du hast es nicht zufällig geschaft, den ATmega8 auszulesen? Ich habe die
> gleiche Motorregelung von pollin und meinen konnte ich nicht auslesen

Nein, ich habe diesen Bausatz leider nicht. Ich wollte mir nur die 
Strommessung abgucken. Könntest du ein Photo von der Unterseite der 
Platine machen?

Hein Mück aus Bremerhaven schrieb:
> Ich wollte mir nur die Strommessung abgucken.

Dann mach das doch mit einem Shunt zwischen Current-Sense-Pin und Source 
und einem nachfolgenden nichtinvertierenden Verstärker mit einem 
Single-Supply-OPV. Da sind die Spannungen dann alle positiv.

Hein Mück aus Bremerhaven schrieb:
> Eventuell ist da ein Fehler im Schaltplan?!

Schaltplan nennst du das? Nicht mal ein OP-Symbol ist da drauf zu 
entdecken. Und was sich hinter dem mit IC1 beschrifteten Block verbirgt, 
wird auf ewig das Geheimnis der Bestückungsliste bleiben.

Wolfgang schrieb:
> was sich hinter dem mit IC1 beschrifteten Block verbirgt,
> wird auf ewig das Geheimnis der Bestückungsliste bleiben

oder auch nicht...   ;-)

Jobst M. schrieb:
> Hmmmnööö, denn er hält durch die Gegenkopplung den Eingang ja auf 0V,
> während die Ausgangsspannung positiv ist.

Der Eingangsstrom ist positiv!
Der Verstärker ist invertierend!

Sunny J. D. schrieb:
> Die Strombegrenzung tut ihren Dienst.

Dann müsste die Schaltung anders sein als im Schaltplan genannt, denn 
die kann nicht funktionieren wie ofen analysiert.

Natürlich ist die Schaltung mit dem invertierenden OP richtig.
Der Sourceanschluss liegt auf Masse und stellt das niedrigste Potential 
dar. Der Sense Output kann man sich wie einen zusätzlichen 
Drain-Anschluss vorstellen, durch den ein ca. 1/2500 * Id kleinerer 
Drainstrom zum Souceanaschluss (technische Stromrichtung, also in den 
Senspin hinein) fließt. Somit ist die Stromrichtung klar. Positiver 
Ausgang des OP, über R18, in den Senseingang und dann aus dem Sourcepin 
nach Masse.
Eigentlich besteht der FET aus einem starken Leistungsfet und einem 
kleinen FET dessen Drainanschluss der Senspin ist.

wenn die Stromrichtung so ist, wie von dir beschrieben, dann ist die 
Schaltung ok. Im Datenblatt des IRF540 finde ich die Beschreibung der 
Stromrichtung auch nicht so ganz eindeutig.

Es gibt aber halt zumindest 2 Application Notes von IRF, in der die 
Stromrichtung recht eindeutig beschrieben wird, und zwar grade 
umgekehrt,  als du sie annimmst:
http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-959.pdf
oder die hier eingestellte AN961:
Beitrag "Re: Wie funktioniert diese Strommessung?"

Sie verbinden den Current Sense Pin ebenfalls mit dem inv-Eingang eines 
OPVs, berechnen dafür aber eine negative Spannung am OPV Ausgang
(V= - R I_D / (r+1))
IRF schreibt sogar explizit, dass ihre Stromrichtung den Nachteil hat, 
dass der OPV eine negative Versorgung braucht.

Und in AN959 ist der Sense-Ausgang explizit als die Source eines 
isoliert angebrachten Sense-Devices beschrieben (nicht dessen Drain), so 
dass der Strom dort aus dem Transistor herausfließen muss - würde er 
reinfließen, dann müsste er beim positiveren Drain wieder rauskommen.

Die Sources des MOSFET haben im Schaltplan ein anderes Masse-Symbol als 
der Rest der Schaltung.
Beide Massen sind (im Schaltplan links unten) verbunden.
Falls die Leiterbahnen so gelegt sind, dass (bei höherem Strom) die 
Sources sowie dann auch der Current-Sense-pin des MOSFET ein paar mV 
negativer sind als der Rest der Schaltung (= dem non-inv. Eingang (pin3) 
des LM358),
dann hat man den benötigten neg. Eingangsstrom für den LM358.

Nö: der Spannungsabfall an Leiterbahnen kann zwar für eine gewisse 
Spannungsverschiebung sorgen, aber damit kann die Source nur ein paar mV 
höher liegen als die Power-Masse, nicht negativer. Und selbst wenn das 
ginge, würde diese Spannungsverschiebung nicht die Stromrichtung 
umkehren. (der Sense-Pin wird - bei korrekt bipolar versorgtem OpAmp - 
gerade auf dem Source-Potential des Power-Devices gehalten).

Legt man den Sense-Pin auf sehr hohe Spannungen (höher als die 
Drainspannung), dann fließt der Strom tatsächlich irgendwann in den 
Sense-Pin hinein. Das hat dann aber nichts mehr mit dem current sensing 
zu tun.

Ich bin gespannt auf die Messungen, die Andreas Pantle an der Schaltung 
aufnehmen will.

Achim S. schrieb:
> aber damit kann die Source nur ein paar mV
> höher liegen als die Power-Masse, nicht negativer.

Entscheidend ist, dass der +Inp. des LM358 ein paar mV höher liegt als 
die Source(s) und damit auch dem Current-Sense-pin.

Der Current-Sense-pin läge ohne die Gegenkopplung über R18 ein paar mV 
niedriger als der +Inp. des LM358.

Durch die Gegenkopplung des OP-Amp wird der Current-Sense-pin auf das 
Potential des +Inp. gehoben und der OP-Amp macht den gewünschten 
positiven Output.

RoJoe schrieb:
> Der Current-Sense-pin läge ohne die Gegenkopplung über R18 ein paar mV
> niedriger als der +Inp. des LM358.

Nein: würde man den sense pin offen lassen, dann würde er sich in 
Richtung der Drainspannung aufladen (denn wenn über die Drain-Source 
Strecke des aufgesteuerten Sense-Devices kein Strom fließen kann, dann 
fällt auch keine Spannung daran ab.)

Betreibt man den FET nicht im Schaltbetrieb sondern im Abschnürbereich, 
dann dürfte der Sense Pin wahrscheinlich nicht bis zur Drain Spannung 
hochlaufen sondern nur so weit, wie es die Gateansteuerung zulässt.

o.k. geben mich (teilweise) geschlagen. Die Applikationsschriften sind 
eindeutig. Aber da es ja funktioniert muss es einen Trick geben, warum 
es funktioniert.
Meine Vermutung: Alles was in der Applikationsschrift steht ist korrekt 
und gilt für linearen Betrieb. Aber, die Schaltung arbeit ja mit PWM. 
Könnte sich da für den Sens FET Drain und Source nicht umkehren und der 
Stromfluss wie folgt aussehen?
Ausgang OP, R18, Sens FET, Haupt FET, Masse.
Das funktioniert natürlich nur, wenn der Haupt FET ganz durchschaltet, 
Drain also im ON Zustand auf GND liegt. Bei PWM bekommt man das ja 
gebacken, bei Linearansteuerung natürlich nicht und dann würde es auch 
nicht funktionieren, sprich wenn das Drain z.B. auf 1V liegen würde.