Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessung an BLDC-Treiber


von Josua J. (josuaj)


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Hallo,

ich versuche einen Treiber für einen bürstenlosen Gleichstrommotor 
(BLDC) zu entwerfen. Um den Motor später richtig ansteuern zu können, 
muss ich die Möglichkeit haben, die einzelnen Phasenströme zu messen.
Mein Treiber soll um einen DRV8313 von Texas Instruments aufgebaut sein. 
Dieser verfügt über drei Pins die zur low-side Strommessung vorgesehen 
sind.

Mein Problem ist nun folgendes: Ich verstehe zwar grundsätzlich, wie man 
mithilfe von Shunt-Widerständen die Stromstärke messen kann, aber mir 
fällt es schwer, einen geeigneten OpAmp zu finden (zu große Auswahl, zu 
viele Parameter).

Mein Ansatz ist folgender: Die Stromstärke beträgt maximal 2,5A (wird 
aber im Normalfall 1,5A nicht übersteigen). Mit einem Widerstand von 0,1 
Ohm ergibt das einen Spannungsbereich von 0-250mV, der für den 
Mikrocontroller auf maximal 3,3V skaliert werden muss.

Deshalb ist meine Frage, wie wähle ich nun einen geeigneten 
Operationsverstärker für diese Anwendung aus? Welche Schaltung brauche 
ich drumrum (Gegenkopplung o.ä.)? Kommt ein INA219 in Frage?

Danke schon mal im Voraus
Josua

von Flo (Gast)


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Ich glaube, dass genau das im Datenblatt steht, oder?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8313.pdf

Kapitel 8.2.2

von Flo (Gast)


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Man muss da nicht die Spannung mittels OPV auf 3,3V aufblasen. Lediglich 
die richtige Vergleichsspannung für den Komparator vorgeben.

von Josua J. (josuaj)


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Ich möchte nicht den internen Komparator verwenden, der ist in erster 
Linie dafür gedacht, den Chip bei zu hohen Strömen automatisch 
abzuschalten (wenn in der Schaltung so implementiert). Mir geht es 
darum, die drei Phasen einzeln zu messen und dafür brauch ich ein 
Signal, welches ich mit meinem Mikrocontroller auswerten kann (ob 
digital oder per ADC ist egal). Für letzteren Fall muss die Spannung, 
die am Shunt abfällt aber eben auf 3,3V verstärkt werden.

von IS P. (isp)


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Flo schrieb:
> Man muss da nicht die Spannung mittels OPV auf 3,3V aufblasen. Lediglich
> die richtige Vergleichsspannung für den Komparator vorgeben.

Ich denke hier ist die Referenzspannung für den ADC gemeint.

von Flo (Gast)


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Josua J. schrieb:
> Mir geht es
> darum, die drei Phasen einzeln zu messen und dafür brauch ich ein
> Signal, welches ich mit meinem Mikrocontroller auswerten kann

aha ok. Warum dann nicht einfach mit einem nichtinvertierenden 
Verstärker mit Verstärkung 3,3 / 0,25 = 13,2 die Shuntspannung 
aufblasen?

von Josua J. (josuaj)


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Zunächst mal danke für die Antworten.

Flo schrieb:
> aha ok. Warum dann nicht einfach mit einem nichtinvertierenden
> Verstärker mit Verstärkung 3,3 / 0,25 = 13,2 die Shuntspannung
> aufblasen?

Das ist ja letztlich meine Frage. Meine Kenntnisse im Bereich der 
Elektronik sind begrenzt, deshalb bitte ich hier um Hilfe. Ich möchte 
wissen, wie man die geschilderte Problemstellung fachgerecht löst.

Zum nichtinvertierenden Verstärker: Die Spannungsverstärkung ergibt sich 
aus
Das heißt, wenn ich R1 mit 100Ohm wähle und R2 mit 1,2kOhm hätte ich 
eine Verstärkung von 13V/V. Soweit richtig?
Dann stellt sich für mich immer noch die Frage, nach welchen Kriterien 
wähle ich den Operationsverstärker, der der Schaltung zu Grunde liegt 
aus?

von Flo (Gast)


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Ich würde bei den Widerständen noch 1-2 Nuller ranhängen.

Um einen OPV auszuwählen kommt es natürlich drauf an, was du mit dem 
Signal, das er aussendet machen willst bzw. welche Eigenschaften das 
Signal haben soll (Spannungsbereich von 0-3.3V? Dann sollte der OPV auch 
wirklich eine Ausgangsspannung von 3.3V liefern können, ...) Am besten 
liest du dir z.B. die Seite durch:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209092.htm

Da gibts auch einen Absatz "Kenngrößen", da musst du dir dann selbst 
Gedanken machen ob und welche davon für dein Problem wichtig / unwichtig 
sind.

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