Vorab: Es geht um dieses Labornetzgerät Beitrag "Re: Labornetzgerät - Fragen zum Schaltplan", das inzwischen gut funktioniert. Meine Frage gilt aber eigentlich unabhängig davon für jedes Labornetzteil, weshalb ich dieses Thema neu aufgemacht habe. Es kam die Überlegung auf, durch einen umschaltbaren Shuntwiderstand den Einstellbereich des Stroms verändern zu können, so dass kleine Ströme genauer eingestellt werden können. Der eigentliche Shunt hätte z.B. 1 Ohm, was einen Einstellbereich von 1mA bis 500mA ermöglicht. Fürs Grobe würde ich einen zweiten Shunt von 100mOhm parallel dazu schalten, was einen Einstellbereich bis 3A ermöglichen würde. Weil ein mechanischer Schalter eher groß und mächtig und trotzdem verschleißanfälig wäre, von anderen Nachteilen abgesehen, habe ich überlegt, den zusätzlichen Shuntwiderstand mit einem N-Kanal MOSFET zuzuschalten. Gibt es Gründe, die gegen eine solche Umschaltung sprechen?
Erwin E. schrieb: > den zusätzlichen Shuntwiderstand mit einem N-Kanal MOSFET > zuzuschalten. Geht, bei enstsprechendem RDSon...
Die Umschaltung mit MOSFET(s) ist OK. Beim Labornetzteil sollte auch ein MOSFET ausreichen, weil man die Richtung des Stromes in der Regel kennt. Für einen 100 mOhm Shunt wird man ggf. den R_ON des FETs nicht mehr vernachlässigen können. Mit einer Schaltung mit 2 oder mehr MOSFETs lässt sich der Fehler vermeiden: Im Prinzip liegen die Shunts in Reihe. Bei Option 1 überbrückt man den größeren Shunt und schaltet den Abgriff für die Spannung um. Alternativ greift man die Spannung immer über beide shunts ab, schaltet aber den Strom mit 2 MOSFETs um.
Erwin E. schrieb: > Gibt es Gründe, die gegen eine solche Umschaltung sprechen? Es ist völlig überflüssig. Wenn man einen anderen Regelbereich haben will, reicht es, das Poti umzuschalten. Die Anzeige auf einem eventuell dem shunt parallel geschalteten Amperemeter wird auch nicht besser. Will man mehr Genaugkeit, sollte man zuerst am Poti anfangen, die haben oft 30% tempabhängig, dann den shunt selber betrachten, 0.1% statt 5% und 4-Leiter statt 2-Leiter Anschluss, dann den OpAmp betrachten, es muss ja kein um 7mV danebenliegender LM324 sein, ein 150uV LT1013A gäbe es auch...
So abwegig ist die Umschaltung des Shunts nicht. Wenn der Strom über einen großen Bereich variiert kann das schon helfen eine bessere Auflösung bei den kleinen Strömen zu erreichen. Für das Stromlimit selber reicht in der Regel 1 shunt. Auch wenn der Shunt für 5 A ausgelegt ist kann man noch bis in den 1 mA Bereich kommen. Für die Messungen könnten 2 Shunts schon helfen, wenn man ggf. auch 10 mA noch mit mehr als 3 Stellen Auflösen will.
Für den 100mOhm Shunt kann der MOSFET-Widerstandeinfluß trickreich eliminiert werden, wenn mit einem weiteren MOSFET auch der Meßeingang umgeschaltet wird auf den Shunt, so dass der MOSFET nicht mehr dazwischen liegt. Somit muss man nicht mehr mehrere parallelschalten.
MaWin schrieb: > Wenn man einen anderen Regelbereich haben will, reicht es, das Poti > umzuschalten. Selbst bei einem guten 10-Gang Poti erreiche ich nur eine begrenzt feine Einstellung im Bereich von 0-30mA. > Die Anzeige auf einem eventuell dem shunt parallel geschalteten > Amperemeter wird auch nicht besser. Das Amperemeter ist in Reihe zum Shunt geschaltet, der Messgenauigkeit würde der MOSFET nichts tun. > Will man mehr Genaugkeit, sollte man zuerst am Poti anfangen, die haben > oft 30% tempabhängig, dann den shunt selber betrachten, 0.1% statt 5% > und 4-Leiter statt 2-Leiter Anschluss, dann den OpAmp betrachten, es > muss ja kein um 7mV danebenliegender LM324 sein, ein 150uV LT1013A gäbe > es auch... Ich will eigentlich nur eine genauere Einstellbarkeit kleiner Ströme. Über den TK-Wert meines Potis weiß ich leider nichts, aber es ist ein gutes mit 3% Toleranz und 0,25% Linearität. Ich habe die Umschaltung eben testweise eingebaut, sie erfüllt so weit ihren Zweck. 10mA kann ich auf 9,99mA einstellen. Beim OP wäre ich um einen Tipp dankbar. MaWin, ich denke du kennst das BG-LNG in groben Zügen. Welchen OP würdest du bei der Stromregelung als besseren Ersatz für den TL081 empfehlen (IC3)? Bei Umschaltung des Shunts auf eine Größenordnung von 100mOhm.
Dieter schrieb: > Für den 100mOhm Shunt kann der MOSFET-Widerstandeinfluß trickreich > eliminiert werden, Der absolute Wert des Shunts mitsamt MOSFET ist mir eigentlich egal, weil ja der tatsächliche Strom angezeigt wird. Nur ändern sollte sich der Gesamtwiderstand von Shunt + MOSFET + Anzeigeshunt im Betrieb möglichst wenig, damit sich der eingestellte Strom nicht verändert.
Erwin E. schrieb: > MaWin, ich denke du kennst das BG-LNG in groben Zügen. Welchen OP > würdest du bei der Stromregelung als besseren Ersatz für den TL081 > empfehlen (IC3)? Die TL081 sind im Stache/SmartKit/Banggood/HiLine spannungsmässig krass unterdimensioniert, ein OPA604 wäre mit 48V der bessere Ersatz und erlaubt den 30V~ Trafo und 30V Ausgangsspannung. Aber im Sttomregelteil sind gar keine hohen Spannungen zu messen, es reicht ein mit 12V (+ -5V) versorgter OpAmp (Z-Diode und Vorwiderstand an V+), und da gibt es viele genauere wenn es dir auf Regelgenauigkeit ankommt: OPA192 ist schnell und genau.
Erwin E. schrieb: . > Weil ein mechanischer Schalter eher groß und mächtig und trotzdem > verschleißanfälig wäre, von anderen Nachteilen abgesehen...> So einen Schalter siehst Du auf dem Bild in einem meiner Beiträge. Leider finde ich als Gast meine Beiträge mit der Suche nicht wieder. So ein hochwertiger Schalter ist nur sehr schwer zu bekommen und neu eingekauft auch viel zu teuer...verschleißt allerdings nicht und hat genau Null Ohm Widerstand. Die Möglichkeit, die Strombereiche zu unterteilen, ist nicht nur sinnvoll, sondern für ein praxistaugliches LNG auch unbedingt erforderlich...und zwar stufig Von 3A bis auf 1mA Meßbereichsendwert herunter in sinnvollen Abständen und dann noch mit der Möglichkeit, stetig bis auf Bruchteile von einem Milliampere eine Einstellung vorzunehmen. Ich hatte das realisiert...sogar mit Zeigerinstrumenten mit hohem Eigenverbrauch an Strom. Meine Shunts gehen von 0,2R bis 600R. Das ist auch so erforderlich! Eine automatische Meßbereichsanpassung für die Anzeige ist auch mit dabei, ebenso eine Kompensationsschaltung für spannungsrichtiges Messen, denn das Voltmeter hat eine nicht zu vernachlässigende Stormaufnahme, die sich auf die Stromanzeige auswirkt. In den hohen Strombereichen zwar vernachlässigbar, aber nicht in den unteren Bereichen. Mit ausschließlich digitalen Meßinstrumenten ist das aber vernachlässigbar. Es ist schon eine Erleichterung mit 10Meg Eingangswiderstand. Wenn nicht, wie bei Zeigerinstrumenten, ist auch noch zusätzlich eine Kompensationsschaltung erforderlich.
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