Hallo,
Ich habe eine Frage, die eine regelbare Senke von EA betrifft. (EA
EL3160)
Undzwar soll mit dieser eine LiIonen-Batterie entladen werden und dazu
ein konstanter Strom eingestellt werden.
Da bei der Untersuchung die ersten paar Millisekunden interessant sind,
ist es wichtig, dass die Last möglichst schnell auf den gewünschten
Strom einschwingt.
Bei einer Überprüfung des Einschwingverhaltens mit einem Oszilloskop
sind folgende 2 Dinge aufgefallen:
- die im Datenblatt angegebene Anstiegszeit von 30us ist korrekt.
- der Strom überschwingt. Diese Überschwingung klingt erst nach ca. 1ms
vollständig ab.
Gibt es eine Möglichkeit dieses Überschwingen deutlich zu verringern?
Über hilfreiche Ratschläge würde ich mich sehr freuen!
Freundliche Grüße,
Tobolf
Tobolf schrieb:> Wäre super, wenn Sie etwas konkreter werden könnten.
Regelungstechnik. P-, I- und D-Regler. Bzw. wie man die jeweiligen
Anteile bei einem Regler so einstellt, daß er a) möglichst schnell
nachregelt und b) möglichst wenig überschwingt
> Dann kann ich mit ihrer Hilfe auch etwas anfangen.
Das bezweifle ich. Da eine universelle elektronische Last nichts über
den externen Stromkreis weiß, ist es auch nicht möglich, das
Regelverhalten optimal einzustellen.
Ich verstehe auch nicht den Zusammenhang zwischen
Tobolf schrieb:> Undzwar soll mit dieser eine LiIonen-Batterie entladen werden
und
> Da bei der Untersuchung die ersten paar Millisekunden interessant sind
Wieso interessieren beim Entladen einer Batterie die ersten paar ms?
Und warum muß es dafür eine Stromsenke sein? Warum reicht ein schlichter
Widerstand nicht aus?
Ursprünglich sollte eine Konstantstromentladung (bis max. 18A)
durchgeführt werden. Die Messung kann allerdings auch über einen
konstanten Widerstand durchgeführt werden. Dieser sollte allerdings
prellfrei zugeschaltet werden können, um eben nicht wieder diese ersten
paar ms zu verpassen. In dieser Zeit zeigen sich bestimmte
Charakteristika, die ich gerne untersuchen möchte.
Freundliche Grüße
Axel S. schrieb:> Wieso interessieren beim Entladen einer Batterie die ersten paar ms?> Und warum muß es dafür eine Stromsenke sein? Warum reicht ein schlichter> Widerstand nicht aus?
Zustimm!
Tobolf schrieb:> Die Messung kann allerdings auch über einen> konstanten Widerstand durchgeführt werden. Dieser sollte allerdings> prellfrei zugeschaltet werden können
Da empfehle ich einen Widerstand mit einem bipolaren Leistungstransistor
oder einem MOSFET hart zu schalten und nicht zu versuchen, irgendwas zu
regeln.
Ernst O. schrieb:> Tobolf schrieb:>> Die Messung kann allerdings auch über einen>> konstanten Widerstand durchgeführt werden. Dieser sollte allerdings>> prellfrei zugeschaltet werden können>> Da empfehle ich einen Widerstand mit einem bipolaren Leistungstransistor> oder einem MOSFET hart zu schalten und nicht zu versuchen, irgendwas zu> regeln.
low Rdson-FET und richtig zügige Gateansteuerung. Dann mag da immer noch
was schwingen, aber eher im ns Bereich.
Das mit der Regelung ist so ne Sache. Man kann die geradebiegen. Aber
den Aufwand scheint das in diesem Fall nicht zu lohnen. Vor allem nicht
ohne Grundkenntnisse über stetige Regler.
Tobolf schrieb:> Und wieso ein MOSFET und kein Relais?
Die Antwort hast du dir schon selbst gegeben:
Tobolf schrieb:> Dieser sollte allerdings prellfrei zugeschaltet werden können,
Mosfets haben i.a. keine mechanischen Kontakte und prellen daher nicht.
Axel S. schrieb:> Ich verstehe auch nicht den Zusammenhang zwischen> Tobolf schrieb:>> Undzwar soll mit dieser eine LiIonen-Batterie entladen werden> und>> Da bei der Untersuchung die ersten paar Millisekunden interessant sind>> Wieso interessieren beim Entladen einer Batterie die ersten paar ms?
Die ersten Millisekunden sind bei Li-Primärzellen sehr interessant: Nach
Anlegen der Last bricht die Spannung deutlich ein, um dann trotz
anliegender Last wieder zu steigen. Das Verhalten ändert sich, je
nachdem, ob man vorher lange gelagert hat oder es mehrfach zeitnah macht
- das hat mir schon einmal Ärger bereitet.
Bei Li-Akkus habe ich es noch nicht angeschaut, vermute aber, dass es
auch da passieren wird. Vielleicht lässt Tobolf ja mal raus, welches
Ziel er verfolgt, vielleicht eine Beurteilung von Qualität und / oder
Alter der Zellen.
Und MOSFETs haben doch eine bestimmte Flankenzeit. Ist diese
vernachlässigbar klein oder bewegt die sich in einem ähnlichen
Zeitbereich wie der Einregelvorgang der Stromsenke?
Manfred schrieb:> Wieso interessieren beim Entladen einer Batterie die ersten paar ms?> Die ersten Millisekunden sind bei Li-Primärzellen sehr interessant: Nach> Anlegen der Last bricht die Spannung deutlich ein, um dann trotz> anliegender Last wieder zu steigen. Das Verhalten ändert sich, je> nachdem, ob man vorher lange gelagert hat oder es mehrfach zeitnah macht> - das hat mir schon einmal Ärger bereitet.
Mal angenommen, man hätte für den Versuch eine geregelte Stromsenke mit
idealem Einschwingverhalten. Was würde man sehen? NICHTS (das
Einschwingverhalten des Laststroms würde vollkommen überdeckt).
Hier ist keine Regelung ratsam.
Tobolf schrieb:> Und MOSFETs haben doch eine bestimmte Flankenzeit. Ist diese> vernachlässigbar klein oder bewegt die sich in einem ähnlichen> Zeitbereich wie der Einregelvorgang der Stromsenke?
Diverse 100 ns bekommt man mit Teilen aus der Bastelkiste hin, unter
100ns entweder mit erhöhtem Schaltungsaufwand oder geeigneten ICs.
Ob das für dich jetzt "vernachlässigbar klein" ist, müsstest du uns
vielleicht mal sagen.
Ich kann ja momentan nur vermuten ob das reicht. Im Moment überlagern
sich die Effekte der Batterie und des Einregelns der Senke.
Ich würde aber behaupten, dass 100ns ausreichend wären.
Würde so ein MOSFET
(https://www.conrad.de/de/mosfet-nxp-semiconductors-ph2925u115-1-n-kanal-625-w-sc-100-1112025.html)
passen? Die maximale Spannung liegt bei 4.25V.
Ansteuern würde ich diesen gerne über eine NI USB6003, die am Ausgang 5V
bei 150mA bereitstellen kann. Wenn ich das Datenblatt des MOSFETs
richtig durchgelesen habe, würde das passen.
Ernst O. schrieb:> Mal angenommen, man hätte für den Versuch eine geregelte Stromsenke mit> idealem Einschwingverhalten. Was würde man sehen? NICHTS
Danke!
Hoffentlich liest das der Fragesteller - Dein Einwand ist so logisch,
dass man es glatt übersehen muß. Andersherum würde man bei synchroner
Betrachtung der Spannung schon etwas sehen, im Falle der idealen
Konstantstromlast sogar deutlich mehr als mit einem Widerstand.
Ich verstehe nicht ganz wieso man bei idealem Einschwingverhalten nix
sehen würde?
Ich messe sowohl die Strom- (über einen Shunt) als auch Spannungsantwort
der Batterie. Sofern der Strom ideal auf den eingestellten Stromwert
springt, sollte ich doch ausschließlich das Verhalten des
Batteriesystems in der Spannungsantwort sehen, oder übersehe ich etwas?
Tobolf schrieb:> Ich verstehe nicht ganz wieso man bei idealem Einschwingverhalten> nix> sehen würde?> Ich messe sowohl die Strom- (über einen Shunt) als auch Spannungsantwort> der Batterie. Sofern der Strom ideal auf den eingestellten Stromwert> springt, sollte ich doch ausschließlich das Verhalten des> Batteriesystems in der Spannungsantwort sehen, oder übersehe ich etwas?
Das ist richtig und daher ist der Einwand von Ernst auch falsch. Wenn
die Stromsenke konstanten Strom senkt, kann man natürlich eine
schwankende Spannung sehen.
Ob man den Strom dabei regelt oder steuert, ist unerheblich.
Für den Fall dass man den Laststrom deutlich höher einstellt wird als
der Akku ihn liefern kann, hat Ernst allerdings Recht. Aber das wäre
sowieso nicht ratsam, das wäre ein Kurzschluss.
Aber dass eine Regelung nicht zwingend nötig ist, das bleibt. Da sich
bei nem Akku die Quellspannung innerhalb von Millisekunden nicht
wirklich ändert, reicht das Zuschalten eines Widerstands.
Tobolf schrieb:> Ich kann ja momentan nur vermuten ob das reicht. Im Moment> überlagern> sich die Effekte der Batterie und des Einregelns der Senke.> Ich würde aber behaupten, dass 100ns ausreichend wären.> Würde so ein MOSFET> (https://www.conrad.de/de/mosfet-nxp-semiconductors...)> passen? Die maximale Spannung liegt bei 4.25V.
Von den 169A würde ich mich fernhalten. Sonst passt der (und viele
andere auch, den die Problemstellung ist trivial).
> Ansteuern würde ich diesen gerne über eine NI USB6003, die am Ausgang 5V> bei 150mA bereitstellen kann. Wenn ich das Datenblatt des MOSFETs> richtig durchgelesen habe, würde das passen.
Schwellspannung ist so um 1V rum. Wenn du 5V hast, kannst du eigentlich
auch jeden FET aus der Grabbelkiste nehmen, muss kein Logic-Level sein.
Das mit den 150mA ist so ne Sache, wenn man die kapazitiv belastet
müssen die Schaltzeiten nicht mehr zwingend gut sein.
Zügige Gateansteuerung würde ich mit IR2011 machen und nem FET mit
niedriger Gatekapazität, IRFB4229 zum Beispiel ("digital audio mosfet").
Vielen Dank erstmal für die vielen hilfreichen Kommentare.
@THOR
Zu deiner angedachten Schaltung:
Kann ich mich an einer der Schaltungen auf der folgenden Website
orientieren?
http://www.ferromel.de/tronic_271.htm
Ich stecke leider nicht in dieser Materie drin, würde aber versuchen
mich da einzulesen und die entsprechende Schaltung dann aufzubauen.
Grundlegendes elektrotechnisches Verständnis ist schon vorhanden.
Freundliche Grüße und ein schönes WE
Ich muss das ganze nochmal hoch holen.
Kann mir vielleicht jemand anders eine Antwort geben?
Ich steige da noch nicht so richtig durch.
Wenn ich mich nach prellfreien Schaltern informiere, bekomme ich als
erstes immer einen RS-Flipflop erklärt.
Sind diese Logik-Gatter überhaupt für so hohe Ströme ausgelegt?
Deshalb wahrscheinlich auch der Hinweis mit dem MOSFET.
Allerdings habe ich noch keinen wirklichen Plan, wie die Schaltung dazu
aussehen sollte, weil ich wie gesagt immer nur etwas zu
Flipflop-Schaltungen lese..
Freundliche Grüße
Tobolf
Tobolf schrieb:> Ich muss das ganze nochmal hoch holen.> Kann mir vielleicht jemand anders eine Antwort geben?> Ich steige da noch nicht so richtig durch.
Kein Wunder. Du hast ja offensichtlich auch keinerlei Ahnung.
> Wenn ich mich nach prellfreien Schaltern informiere, bekomme ich als> erstes immer einen RS-Flipflop erklärt.
Da ist schon das erste Mißverständnis. "Schalter" ist nicht eindeutig.
Traditionell ist ein Schalter ein mechanisches Bauelement, das einen
Stromkreis auf Grund mechanischer Vorgänge schließt. Und ein solcher
mechanischer Schalter prellt nun einmal, weil die üblicherweise
verwendeten Kontaktmaterialien elastisch sind. Bei einer Suche nach
"prellfreier Schalter" wird man zwangsläufig auf Schaltungen stoßen, die
einen solchen prellenden Schalter entprellen.
Aber natürlich kann man (seit etlichen Dekaden schon) einen Stromkreis
auch anders als mit einem mechanischen Schalter schließen. Man kann
einen Transistor verwenden. Oder einen MOSFET. Eine Thyratron-Röhre.
Oder noch 1001 andere, elektronische Wege. Und diese "Schalter"
prellen dann nicht. Und natürlich weiß Google nicht, ob du nun nach
einen Schalter suchst, der von sich aus schon prellfrei ist, oder ob du
einen (intrinsich) prellenden Schalter entprellen willst. Du weißt das
ja anscheinend selber nicht.
> Sind diese Logik-Gatter überhaupt für so hohe Ströme ausgelegt?> Deshalb wahrscheinlich auch der Hinweis mit dem MOSFET.
Weder noch, bzw. sowohl als auch. Natürlich schaltet ein Logik-Gatter
allein nur eher kleine Ströme. Und es gibt MOSFET, die richtig viel
Strom schalten können. Und das, obwohl Logik-Gatter (heutzutage) intern
aus MOSFET bestehen. Es ist einfach eine Frage der Dimension. Ein
Muldenkipper wird von einem Elektromotor bewegt. Dein Milchaufschäumer
ebenfalls. Aber natürlich kannst du mit dem Motor aus dem
Milchaufschäumer keine 100 Tonnen Erz und Gestein bewegen.
Und genauso kann man die eine Größe MOSFET verwenden, um daraus Logik-
Gatter zu bauen, mit denen man (unter anderem) Schalter entprellen kann.
Oder man kann mit einer anderen Größe von MOSFET Ströme von ein paar
100A direkt schalten (prellfrei natürlich).
> Allerdings habe ich noch keinen wirklichen Plan
So weit, so offensichtlich. Die Frage ist halt, was du dagegen zu tun
beabsichtigst ...
Axel S. schrieb:>> Allerdings habe ich noch keinen wirklichen Plan>> So weit, so offensichtlich. Die Frage ist halt, was du dagegen zu tun> beabsichtigst ...
Dafür gibt es Foren, in denen Leute selbst die bizarrsten Fragen
beantworten - auch wenn der Threaderöffner mangels "Ahnung" damit nichts
anfangen kann.
Guten Morgen,
gibt es einen MOSFET Driver nur mit Highside, mit DIP8-Anschluss und
ansonsten ähnlichen Spezifikationen wie der von THOR vorgeschlagene
IR2011?
Ich habe bei Reichelt bereits gesucht, aber nix passendes gefunden. Der
IR2117 kommt dem Ganzen vielleicht noch am nächsten. Allerdings ist der
Strom geringer. (1A zu 0,2-0,5A)
Kann ich diesen Treiber, sofern langsamere Schaltzeiten für mich ok
wären, trotzdem nehmen oder gibt es vielleicht bessere Alternativen.
Vielen Dank und freundliche Grüße
Nachtrag: Bei den Strömen ist in den Datenblättern von pulse-currents
die Rede, wahrscheinlich PWM betreffend. Da ich den MOSFET ja dauerhaft
schalten will, wäre für mich eher der kontinuierliche Strom interessant,
den ich allerdings im Datenblatt nicht gefunden habe. Oder ist dieser
aus dem zulässigen Pulsstrom ableitbar?
