Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik High Siede Strommessung mit Wilson Stromspiegel


von Britzel (Gast)


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Hallo Leute,

ich habe einen kleinen Versuchsaufbau entsprechend 
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8490-D.PDF Seite 20 Abb 26 
rechts (die Schaltung mit den 4 PNP und 4 NPN Transitoren) gebaut.
Verwendet habe ich zu versuchszwecken BC548b und BC558b einen 0,22Ohm 
widerstand als Shunt und sowie 1k (oben) und zwei 4k7 (untern).
Also ~ 1V pro Ampere.

Ja, ich weiß, die thermische Kopplung ist bei TO92 nicht gegeben - 
später verwende ich SOT23 Transis die besser über die Leiterplatte 
gekoppelt sind.

Jetzt aber zu einem Phänomen das ich nicht erklären kann.
Die Schaltung funktioniert super im bereich um die 6V-14V, drehe ich 
jedoch die Spannung auf 24V geht der Messfehler auf ~30-40% (zuvor nur 
bei ~5% was für den kleinen technischen Aufwand echt super ist). Ich 
will die aber später für 24V benutzen - kann mir aber nicht erklären, 
wieso der Messfehler so groß wird.

von Falk B. (falk)


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@ Britzel (Gast)

>Verwendet habe ich zu versuchszwecken BC548b und BC558b einen 0,22Ohm
>widerstand als Shunt und sowie 1k (oben) und zwei 4k7 (untern).
>Also ~ 1V pro Ampere.

Ein Schaltplan ist hier DEUTLICH sinnvoller, siehe Netiquette!!

>Ja, ich weiß, die thermische Kopplung ist bei TO92 nicht gegeben -
>später verwende ich SOT23 Transis die besser über die Leiterplatte
>gekoppelt sind.

Ist genauso unsinnig. Wenn schon, dann ein matched Pair im gleiche 
Gehäuse!

z.B. DMMT5551, gibt es möglicherweise auch als PNP.

>bei ~5% was für den kleinen technischen Aufwand echt super ist). Ich
>will die aber später für 24V benutzen - kann mir aber nicht erklären,
>wieso der Messfehler so groß wird.

Schaltplan. Ausserdem gibt es vollintegrierte High Side Current 
Monitors, die sind deutlich genauer und auch bezahlbar.

von Britzel (Gast)


Angehängte Dateien:

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Falk B. schrieb:
> Ein Schaltplan ist hier DEUTLICH sinnvoller, siehe Netiquette!!

Oh, ja... Siehe Anhang :-)

Falk B. schrieb:
> Ausserdem gibt es vollintegrierte High Side Current
> Monitors, die sind deutlich genauer und auch bezahlbar.

Ich habe aber keinen gefunden, der deutlich unter 2€ kostet und einfach 
zu bekommen ist. Leider ist der Zielpreis extrem stark begrenzt und die 
paar Transis kosten nur ein paar Cent. Wenn du einen günstigen kennst 
und nennst wäre das natürlich super!

Falk B. schrieb:
>>Ja, ich weiß, die thermische Kopplung ist bei TO92 nicht gegeben -
>>später verwende ich SOT23 Transis die besser über die Leiterplatte
>>gekoppelt sind.
>
> Ist genauso unsinnig. Wenn schon, dann ein matched Pair im gleiche
> Gehäuse!
>
> z.B. DMMT5551, gibt es möglicherweise auch als PNP.

Ja, auch das weiß ich, aber die müssten exklusiv für diesen Einsatz 
gekauft werden was die BOM aufbläht (einzel NPN und PNPs werden sowieso 
schon verwendet) - zumal es NPN und auch PNP paare sein müssten.

von Britzel (Gast)


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Oh, ganz vergessen: Gemessen wird die Spannung über R2!

von Falk B. (falk)


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@ Britzel (Gast)

>Ich habe aber keinen gefunden, der deutlich unter 2€ kostet und einfach
>zu bekommen ist.

Ach herje, soll er vielleicht 20 Cent kosten und bei Reichelt verfügbar 
sein? OMG!

In 3000er Stückzahlen ab 31 Cent, in Einzelstückzahlen ab 65Cent.

Mission accomplished!

von Britzel (Gast)


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Falk B. schrieb:
> @ Britzel (Gast)
>
>>Ich habe aber keinen gefunden, der deutlich unter 2€ kostet und einfach
>>zu bekommen ist.
>
> Ach herje, soll er vielleicht 20 Cent kosten und bei Reichelt verfügbar
> sein? OMG!
>
> In 3000er Stückzahlen ab 31 Cent, in Einzelstückzahlen ab 65Cent.
>
> Mission accomplished!

Nein!

Es muss ionisierte Strahlung verkraften.
Wir haben normale Bipols, die zwar unter Strahlung altern (darum werden 
die Baugruppen nach gewissen Betriebsstunden durchgetauscht), aber deren 
verhalten kennen wir.
CMOS o.Ä. ist wegen Latchups und Co verboten.
Spezielle intigrierte Bauteile sind einfach zu teuer - (einfache Bipol 
Transis könne hingegen von einigen gängigen Herstellern verwendet 
werden).

Sorry, ich dachte das wäre eine (für die reine Schaltungstechnik) 
uninteressante Information...

von Lurchi (Gast)


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Für ein gute thermische Kopplung gibt es auch Doppeltransistoren wie 
BCV61/62 zu einem relativ günstigen Preis.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Die Schaltung kenne ich, und die funktioniert auch mit normalen 
Stromspiegeln ziemlich gut ; Wilson-Stromspiegel ergeben mit guten, 
diskreten PNPs nicht wirklich Sinn, nötig sind sie eher in integrierten 
Schaltungen mit lateralen PNPs, die ein sehr schlechtes Beta haben.

~> Es gibt das ganze auch fertig integriert, siehe z.B. 
http://www.diodes.com/catalog/Current_Output_60

Digikey hat z.B. ZXCT1082, die kosten 1.38 EUR / 1 bzw. 0.67 EUR / ku. 
Vertragen 60 V, SOT-23-5. Im Gegensatz zu einem diskreten Aufbau nicht 
nur kleiner, sondern auch ein gm-Fehler von <+- 2%, über Temperatur.


EDIT:

BTW man kann die Schaltung auch mit einem OPV realisieren, wodurch sich 
die Genauigkeit deutlich erhöhen lässt. Mit vierfach SMD-OPV ist das 
auch noch relativ platzsparend. Normalerweise bietet sich da dann ein 5 
V CMOS RRIO OPV an, aber da du, wie du sagst, kein CMOS verwenden 
kannst, muss man wohl oder übel auf bipolare OPV zurückgreifen. 
Anmerkung: RRIO bzgl. der High-Side ist nötig.

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