Problem mit Differenzverstärker / TL081

(Firma: Home) #4284408
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Hallo

Ich habe eine Schaltung aufgebaut, die mit 4 PWM Signalen eine 12 Volt 
Last regelt und 4 x einen TL081 als Differenzverstärker eingebaut um 
über einen 0,1 Ohm Widerstand den Stromfluss zu berechnen, leider habe 
ich auf den ADC Eingängen meines ATMEGA32 volle Betriebspannung... 
irgendetwas haut da nicht hin :)
Anbei die Schaltung der Differenzverstärkung, hat da vielleicht jemand 
ne Idee, was ich falsch gemacht habe ?

Mfg

Markus
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#4284428
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@ Markus B. (Firma: Home) (sukramb)

>    Differenzverstaerker.png

Sieht komisch aus, das ist kein Differenzverstärker. Das ist ein 
neudeutsch High Side Current Monitor

>Ich habe eine Schaltung aufgebaut, die mit 4 PWM Signalen eine 12 Volt
>Last regelt und 4 x einen TL081 als Differenzverstärker eingebaut um
>über einen 0,1 Ohm Widerstand den Stromfluss zu berechnen,

Messen.

> leider habe
>ich auf den ADC Eingängen meines ATMEGA32 volle Betriebspannung...
>irgendetwas haut da nicht hin :)

Fehler im Aufbau? Auch wenn die Schaltung etwas verwirrende gezeichnet 
ist, scheint sie zu stimmen.
Gast #4284442
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Check mal das Datenblatt.

Du betreibst den TL081 mit 12V und hast 12V am Eingang.
Laut Datenblatt kann man zwar bei 30V (+/-15V) Vcc auch 30V am Eingang 
Nutzen (Typischerweise, nicht garantiert)
Du bist aber auf jeden Fall außerhalb der "Recommended Conditions".

==> Rail2Rail OpAmp verwenden, oder dem TL081 eine höhere 
Betriebsspannung gönnen.
Gast #4284461
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ArnoR schrieb:
> Das funktioniert aber nicht, weil der TL081
> eingangsseitig nicht an die positive Rail herankommt

"Manchmal schon".

Sh. Datenblatt-Schnipsel.

VCC ±15V,25°C:  Common Mode Mindestens ±11 Volt, Typisch -12 .. 15V

Wenn man die Schaltung nur einmal aufbaut, Glück mit der OpAmp Charge 
hat, und bei Zimmertemperatur bleibt, dann "passt das schon" :)
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#4285734
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Markus B. schrieb:
> Ich habe eine Schaltung aufgebaut, die mit 4 PWM Signalen eine 12 Volt
> Last regelt und 4 x einen TL081 als Differenzverstärker eingebaut um
> über einen 0,1 Ohm Widerstand den Stromfluss zu berechnen, leider habe
> ich auf den ADC Eingängen meines ATMEGA32 volle Betriebspannung...
> irgendetwas haut da nicht hin :)
> Anbei die Schaltung der Differenzverstärkung, hat da vielleicht jemand
> ne Idee, was ich falsch gemacht habe ?

1) Warum legst Du den Shunt nicht in die Source-Leitung und misst gegen 
Masse? Der Gate-Strom dürfte die Messung nicht zu groß fälschen.

2) Der Strom hat PWM-Frequenz, und somit auch die Spannung über dem 
Shunt. Die Zeitkonstante Shunt R27/C5/C10 ist viel zu kurz, der OP sieht 
die PWM-Frequenz und ist dafür viel zu langsam. Da gehört noch ein 
R/C-Glied um die PWM-Frequenz auszufiltern.

3) Deine Dimensionierung ist seltsam: 5V an R5 (10K) sind 500µA. Das an 
R4 (100R) sind 50mV. Das an R27 (0R1) sind 0,5A maximaler Messbereich. 
Beabsichtigt so?

Markus B. schrieb im Beitrag #4285689:
> Generell funktioniert jetzt alles, ich bekomme ziemlich gute Werte von 0
> -1024 ... allerdings nur solange eine Last angeschlossen ist. Die
> Ausgänge die offen sind machen was sie wollen :( , jemand ne Idee ?

(Bezieht sich auf den gelöschten Beitrag)

Der TL081 kommt mit seinem Ausgang eben nicht nahe genug an V+ um den 
BS250 zu sperren. BS250 Gate-Treshold: -1V...3,5V (für -1mA 
Drainstrom!). TL081 Output-Swing typ. +-13,5V bei Speisung +-15V. Der 
TL081 ist nicht der richtige OP, wurde schon gesagt.
(Firma: Home) #4285762
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Zu 1 : Weil ich es nicht besser wusste :)

Zu 2 : Zeitkonstante R/C Glied... Oh mann da war mal was, lang ists her
       Also größerer C ...

Zu 3 : Ja, 500mA war mein Zielmesswert, aber ich schwanke noch, ob ich 
vielleicht nicht doch bis 1A messen muss .  6Watt ist zwar meine 
persönliche Obergrenze, aber ggf. gibt es auch mal stärkere Heizungen...
aber erst einmal 500mA

welchen OP sollte man in diesem Fall verwenden ? habe mir die Messung 
nur aus einem alten Projekt kopiert und etwas geändert, da lief er auch 
nur an 12 Volt und alles war wunderbar :)

Mfg

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