Schaltungsaufbau Isolierverstärker für Analogsignal mit Texas Instr. ISO124

[Heinrich K. (heinrich_k)]

Hallo zusammen,

ich möchte eine galvanische Trennung eines Analogsignals (+-10V) mit dem 
Isolationsverstärker ISO124 von Texas Instruments aufbauen. Dieser 
Benötigt sowohl Eingangs- als auch Ausgangsseitig eine +-15 V Versorung. 
Diese soll von 2 isolierten DC/DC-Wandlern bereitgestellt werden.

Nun weiß ich nicht genau, ob ich den Ausgangsseitigen GND-Anschluss vom 
DC/DC-Wandler ebenfalls Verbinden muss? Wozu dient dieser GND-Anschluss?

Im Anhang habe ich mal die 2 verschiedenen Möglichkeiten des ISO124 
skizziert (A und B)

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

Herzlichen Dank!!

[Micha W. (blackxiiv)]

Hi,

Das Bauteil dient zur Isolierung - also soll jeder eingangsseitige Bezug 
vom Ausgang getrennt werden. Bitte beachte, dass die GNDs und +Vs und 
-Vs eine 1 und eine 2 als Nummer haben. Das heißt diese 
Versorgungsspannungen haben absolut nichts miteinander zu tun - sonst 
hätte der Baustein ja keinen Sinn.

Version A ist richtig. Du brauchst natürlich dann Ausgangsseitig das 
gleiche nochmal für dein Ausgangssignal.

Der GND Anschluss ausgangsseitig ist sowohl an den 2. DC/DC Wandler 
anzuschließen und es ist die Referenz für dein Ausgangssignal. Du musst 
ja gegen irgendwas messen.

Gruß,
Micha

[Heinrich K. (heinrich_k)]

Hi Micha,

vielen Dank für Deine Antwort! Im Anhang ist nun nochmals der Aufbau mit 
2 DC/DC-Wandlern skizziert, war das so gemeint?

Micha W. schrieb:
> Bitte beachte, dass die GNDs und +Vs und
> -Vs eine 1 und eine 2 als Nummer haben. Das heißt diese
> Versorgungsspannungen haben absolut nichts miteinander zu tun - sonst
> hätte der Baustein ja keinen Sinn.

Ja, deswegen zwei verschiedene isolierte DC-DC Wandler.

Micha W. schrieb:
> Der GND Anschluss ausgangsseitig ist sowohl an den 2. DC/DC Wandler
> anzuschließen und es ist die Referenz für dein Ausgangssignal. Du musst
> ja gegen irgendwas messen

Dass ein Spannungssignal immer eine Potentialdifferenz ist, die zwischen 
2 Punkten gemessen wird ist mir klar. Mir erschließt sich aber noch 
nicht, warum Ausgangsseitig der GND-Anschluss vom DC-DC Wandler 
angeschlossen werden muss? Wenn man z.B. mit dem Multimeter das 
Ausgangssignal misst, "sieht" das Multimeter doch sowieso nur die 
Spannung zwischen Vout und Gnd2 (Egal ob an Gnd2 noch eine beliebig 
andere Schaltung hängt)
Oder liege ich hier falsch?

Danke und Grüße

[Micha W. (blackxiiv)]

Hi,

Bitte ;)

Die Antwort findest du im Datenblatt bei "8.2 Functional Block Diagram". 
Dort ist der OPV A2 eingemalt und dessen Plus-Eingang ist mit GND 
verbunden. Wenn jetzt ein Signal am Minus-Eingang ankommt versucht der 
OPV beide Eingänge auszugleichen und je nach interner Beschaltung 
stellen sich dann Verstärkung und Grenzfrequenz usw ein (Feedback vom 
Ausgang des OPV zum Eingang). Man kann sich jetzt vorstellen, dass die 
Eingänge verbunden sind - tatsächlich sind sie das aber nicht bzw sehr 
sehr hochohmig. Deswegen fließt auch theoretisch kein Strom in den OPV 
und so funktioniert dann die Sache mit dem Stromnullsummen-Zeugs.
Wie auch immer - Der OPV A2 braucht eine Referenz gegen die er 
Steuern/Verstärken kann. Ohne verbundenen GND wird GND2 den Wert von 
V-out annehmen und somit misst du gegen GND2 kein Ausgangssignal, weil 
V-out = GND2 wäre.

Du kannst ja mal versuchen den GND2 abzuziehen und dann GND2 gegen +15V 
messen. Je nach Höhe des Ausgangssignal sollte sich dein GND2 dann zu 
einer der beiden Spannungen verschieben.

Achja, der Aufbau wäre dann genau wie Du ihn gezeichnet hast.
 - passt!

Gruß,
Micha

[Heinrich K. (heinrich_k)]

Hi Micha,

super, herzlichen Dank für die tolle Erklärung!
Ich kann nun auch bestätigen, dass die Schaltung so einwandfrei 
funktioniert! Das Ganze ist nun in einem kleinen Gehäuse untergebracht. 
(Siehe Foto)...

Viele Grüße

[Achim H. (anymouse)]

Kleines Nachhaken meinerseits: Was hast Du denn als isolierten 
DC/DC-Wandler verwendet? Und auf welche Arbeitsspannungsdifferenz hast 
Du das ganze ausgelegt?

[Heinrich K. (heinrich_k)]

Achim H. schrieb:
> Kleines Nachhaken meinerseits: Was hast Du denn als isolierten
> DC/DC-Wandler verwendet? Und auf welche Arbeitsspannungsdifferenz hast
> Du das ganze ausgelegt?

Also als DC-DC-Wandler habe ich die folgenden Modelle genommen 
(Datenblatt siehe Anhang):
Hersteller: XP Power
Modell: IV0515S

Der ist als "isoliert" bezeichnet. Mein Signal ist ein Messsignal im 
Bereich +-10 V, und das Ausgangssignal ist dann entsprechend 1:1 auch 
+-10 V. Die DC/DC-Wandler versorgen den ISO124  jeweils mit +-15 V