HV-Netzteil: Hybrid sinnvoll & Wie Strom messen?

[●● pit ●. (Gast)]

Hi,

ich plane gerade ein neues Hochspannungsnetzteil 0-500V, 0-200mA und 
frage mich, ob jemand Erfahrungen mit einem Hybridnetzteil, bestehend 
aus Vorregler-Schaltnetzteil und nachgeschaltetem klassischem 
Linearregler hat bzw. sich schon mal damit beschäftigt hat oder gar 
Links auf Schaltpläne bieten kann?

Speziell interessiert mich, ob das überhaupt Sinn macht und ob man die 
resultierende Gleichspannung mit vertretbarem Aufwand weitgehend frei 
von der Schaltregler-HF bekommen kann. Ich stelle mir jedenfalls vor, 
das man die Verlustleistung im Gerät besser in den Griff bekommen 
könnte. (Mein aktuelles DIY-Gerät würgt immer bei 70-90°C rum...)

Einen AVR habe ich sowieso drauf, Regelung aber rein Analog, der 
Controller dient zur U/I und Temp. Messung (github.com/0xpit/ultidmm) 
sowie zur Extremwertabschaltung. Den könnte ich nutzen, um das 
Schaltnetzteil zu steuern. Überlege auch, die Sollwerte diesmal per DAC 
und Encoder zu machen, wäre also easy das SNT vorzuregeln.

Frage 2:
Bei meinem aktuellen Netzteil messe ich Strom per Shunt im GND-Zweig 
(Shunt -> OP -> ADC).

Hier hab ich Probleme mit den beiden Masse-Potentialen (vor/nach Shunt), 
da ich im AVR direkt messe. Ich muss in der Software eklige Stunts 
machen, um zu kompensieren, so das die U-Messung auch noch stimmt, wenn 
Strom fließt.

Wie würdet Ihr in einem 500V Netzteil sehr kleine Ströme (~0-500mA) 
messen?
Die meisten Bauteile (Allegro, INA, etc.) scheinen entweder für 
High-Side und kleinere Spannungen oder für große Ströme (2-10A) 
entworfen zu sein...


thx

 - pit

[Klaus R. (klaus2)]

...einen gewöhnlichen shunt und ein OP ist doch der normale weg? Genau 
deshalb liegt der ja in der masse-leitung? wo genau ist das problem bei 
deinen "messungen"?

SNT und dann LNT halte ich für sinnvoll, zumindest bei NV, bei HV weiß 
ich nicht - hast du denn schon ein SNT, welches die 500V erzeugt? Das 
ist ja eer das Problem, den Rest könnte man ja "vll analog" aufbauen, um 
die spgen verarebietn zu können (einen fertigen Linearregler wird es da 
kaum geben?).

Klaus.

[●● pit ●. (Gast)]

Hi Klaus,

Klar, mit Drehspuhlinstrument war das immer der Standardweg :)

Das Mess-Problem:

               -----> FET, etc. -> PANEL_VCC
Tr -> Gleichr.  
               -> GND ->  Shunt -> PANEL_GND

Nun muss ich Spannung zwischen PANEL_GND(0) und PANEL-VCC(+) messen,
den Strom zwischen GND(0) und PANEL_GND(+).

Wenn ich den Controller (und dessen separate +5V Versorgung) auf 
GND-Bezug lege, messe ich zw. PANEL_VCC/_GND naturgemäß zuviel, sobald 
Strom fließt.

Auf Panel-GND kann ich den µC nicht legen, da demgegenüber ja GND 
negativ wäre und das der AVR nicht mag.

NB: Ich habe einen OP mit V=10 in nichtinvertierender Schaltung zwischen 
Shunt und µC-Eingang.

Hast Du gar eine Lösung für mein Problem?

Grüße,

 - pit

[Klaus R. (klaus2)]

Ein Differentiellen OP nimmt man da, würde ich sagen? "Messverstärker", 
imho. "Moderne" Atmels haben den im Übrigen schon integriert, las ich 
neulich :)

EDIT: Und was ist nun mit dem SNT / LNT?

Klaus.

[●● pit ●. (Gast)]

Stehe am schlauch... was differenziert der dann?
Verstehe nicht wie das funktionieren kann.
Ich habe ja:

(+) --- (0) -- Shunt -- GND

U = (+) <-> (0)
I = (0) <-> GND

Wenn nun durch den 1R Shunt 200mA fließen, fallen dort 200mV ab, da ist 
meine Spannungsanzeige dann daneben? Und das abh. vom Strom...


Also SNT recherchiere ich noch, ich hab schon mehrere 500V SNTs mit 
MAX1771+MOSFET gebaut die 100mA können, das ist recht Problemlos, sicher 
auch für mehr Strom lösbar.

Ich würde ja mein Analogteil (OP + FETs, ca. Schaltung anbei)) 
beibehalten, das SNT soll ja nur dazu dienen, das die Verlustleistung 
reduziert wird, sprich das SNT mach einfach immer z.B. 15V mehr als 
U-Soll.

Aber ob das Linearnetzteil dann die Sauerei vom SNT weg filtern kann, 
ohne 5 komplexe Filterglieder weiss ich eben nicht.

[Klaus R. (klaus2)]

Der passt dir quasi die Massen an, so dass du am uC sowohl strom als 
auch spg gg die "globale" masse messen kannst. Ohne den shunt 
rausrechnen zu müssen :) Ließ dir mal was zu diff OPs durch.

Ein gutes SNT macht schon kaum noch ripple. das LNT bügelt das locker 
weg, einen filter am ausgang kann man - wenn man mal mit dem oszi 
geschaut hat, was da noch an müll übrig bleibt - spendieren und gut ist. 
wieso muss es auch so "clean" sein?

Klaus.

[●● pit ●. (Gast)]

ok ich les nochmal nach :) (uff, schon fast 20 Jahre her das ich das 
gelernt habe...)

"So clean" muss es nicht sein (10mV Ripple is gut genug), aber ich baue 
Röhrenverstärker und da hört man fast immer jedes Fitzelchen aus einem 
SNT.

[Klaus R. (klaus2)]

...ouuu, röhren-voodoo :) Na, dann wird mir einiges klarer :)

ich glaube ein diff-op ist das, was du suchst. den nutzt man auch, wenn 
man den shunt in plus legen MUSS - und deine problematik ist quasi keine 
andere, du willst eine spg messen, die keinen echten massebezug hat - 
und den stellt der diff OP her.

Klaus.

[●● pit ●. (Gast)]

Hehe, jaja, aber kein Voodoo mit NOS und Stoffkabel, Ölpapier oder was 
es da alles gibt :)

Ich hab ja ohnehin einen OP am unteren R in meinem U-Messspanungsteiler, 
den baue ich grade mal auf Differenzverstärker um.

[Klaus R. (klaus2)]

...na also :) Vll macht es dann mehr Sinn, den shunt in + zu legen und 
nur den mit dem diff OP auszuwerten. alles anderen (spgen messen der 
versch LNT, SNT, uC - lässt sich dann mit ehctem massebezug "direkt" 
erledigen.

Klaus.

[Kevin K. (nemon)]

Mein Fluke 332 hat ein Schaltnetzteil, dass die Ausgangsspannung +~50V 
liefert und einen Linearregler nachgeschaltet. Der muss natürlich bei 
bis zu 50mA schon etwas heizen, das hält sich aber im Rahmen. 
Ausgangsspannung bis zu 1100V.

[●● pit ●. (Gast)]

Danke Klaus, klappt jetzt, ich freue mich.

Klappt High-Side auch bei so hohen Spannungen?
Ich verstehe das am Shunt nicht viel abfällt, aber das Potential 
gegenüber GND ist doch recht hoch.

Mal sehen ob sich eine INA oder Allegro finden lässt, der das besser 
kann.