Problem mit Differenzverstärker / TL081

[Markus B. (Firma: Home) (sukramb)]

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

[Falk B. (falk)]

@ 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.

[Markus B. (Firma: Home) (sukramb)]

Sry für mein Unwissen :) ich übe ja noch...
Aber ich habe den Fehler gefunden, Reichelt verkauft einen TYP des BS250 
der nicht mit dem Datenblatt überein stimmt ... Drain uns Source sind 
vertauscht.
Etwas irreführend, jetzt geht alles...

Trotzdem vielen lieben Dank

Mfg

Markus

[Planlos (Gast)]

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.

[ArnoR (Gast)]

Die Schaltung ist einfach ein nichtinvertierender Verstärker, der mit 
dem Mosfet als spannungsgesteuerte Stromquelle arbeitet, allergings mit 
Bezugspunkt +12V. Das funktioniert aber nicht, weil der TL081 
eingangsseitig nicht an die positive Rail herankommt (an die negative 
auch nicht).

[Planlos (Gast)]

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" :)

[ArnoR (Gast)]

Wie oben schon vor mir gesagt wurde: das DB garantiert +-11V bei 
Vcc+-15V, typisch gehts, aber hier ist Vcc nur +-6V. Wenns damit auch 
bis an die positive Rail gehen würde und die Schaltung fehlerfrei 
aufgebaut ist, sollte sie ja funktionieren.

[Amateur (Gast)]

Mir gefallen die 100Ohm - BS250 - 10K nicht.
Keine Ahnung, was der OP während des Einschaltens macht. 
Schlimmstenfalls 12V.
Die Zehnerdiode 7,5V ist auch zu groß. Habe das Datenblatt nicht im 
Kopf, aber meist steht da (für den A/D-Wandler) was von max. Vcc+0,7V 
oder so.

[Markus B. (Firma: Home) (sukramb)]

Generell funktioniert es schon recht gut - nur das wenn ein Kanal 
arbeitet die anderen die ADC Werte schwanken, jemand ne Idee ?

die Widerstände - ja , das mit dem verhältnis muss ich nochmal 
durchrechnen, war ursprünglich von max 500mA ausgegangen, dürfte aber 
doch max 1 A werden

[Tcf K. (tcfkao)]

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.

[Markus B. (Firma: Home) (sukramb)]

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