Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik INA 219 hohe Spannung messen. Spannungsteiler möglich?


von Marc B. (antimaster)


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Hallo
Ich baue derzeit einen Strom / Spannungsmesser über Shunt auf. Das Gerät 
muss bis 200A und 60V messen können. Als Controller wird ein Atmel 328p 
verwendet. Jetzt ist mir der INA219 aufgefallen, der fast perfekt für 
meine Anwendung ist. Die Anbindung mittels I2C Bus ist genau das, was 
ich gesucht habe. Das einzige Problem ist die Spannungsmessung. Der INA 
kann leider nur bis 26V. Ich brauche allerdings mehr. Laut Schaltbild 
erfolgt die Spannungsmessung zwischen V+ und GND. Kann ich einfach den 
GND über einen Spannungsteiler anheben? Spannungsteiler 1:1 bzw 1:2 
zwischen V+ und dem wirklicen GND und den GND für den INA219 dazwischen 
abnehmen? Irgendwie traue ich der ganzen Sache nicht.
Oder besteht die Möglichkeit mittels Diode die Spannung zu „ignorieren“. 
Dann würde ich die Spannungsmessung einfach über den AI auf dem 
Controller machen.
Vielen Dank schonmal

: Verschoben durch Moderator
von Falk B. (falk)


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Marc B. schrieb:

> Laut Schaltbild
> erfolgt die Spannungsmessung zwischen V+ und GND. Kann ich einfach den
> GND über einen Spannungsteiler anheben?

Nein. Dann auch deine Strommessung ist auf 26V begrenzt. So wie es auf 
den 1. Blick aussieht, ist dieser IC für dein 60V System ungeeignet.

> Oder besteht die Möglichkeit mittels Diode die Spannung zu „ignorieren“.
> Dann würde ich die Spannungsmessung einfach über den AI auf dem
> Controller machen.

Dann kannst du auch gleich deinen INA129 weglassen und die Spannung per 
Spannungsteiler und Analogeingang messen. Den Strom mißt du mit einem 2. 
Analogeingang, welcher von einem Current Monitor gespeist wird.

http://www.ti.com/amplifier-circuit/current-sense/analog-output/products.html#p726max=42;80

von Andrew T. (marsufant)


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Marc B. schrieb:
> Kann ich einfach den
> GND über einen Spannungsteiler anheben? Spannungsteiler 1:1 bzw 1:2
> zwischen V+ und dem wirklicen GND und den GND für den INA219 dazwischen
> abnehmen? Irgendwie traue ich der ganzen Sache nicht.
> Oder besteht die Möglichkeit mittels Diode die Spannung zu „ignorieren“.

Du kannst den INA219 direkt an den shunt hängen, und und nimmst als 
Isolation eine digitalen I2C isolator wie z.B. ISO1541
funktioniert für die Strommessung sehr gut.

Die Spannungsmessung kannst Du z.B. wie von Falk vorgeschlagen machen.

von Marc B. (antimaster)


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Ich würde gerne den INA 219 nutzen aufgrund der Genauigkeit vom ADC. In 
meiner aktuellen Version nutze ich einen Shunt mit dem INA169. 
Allerdings passt da die Verstärkung nicht so perfekt wie beim INA219. 
Außerdem habe ich mehr Bauteile was wiederum mehr Platz braucht. 
Gleiches gilt für den I2C Isolator. Gibt es nicht noch irgendeine andere 
Möglichkeit?

von Thomas K. (joshua314)


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wenn es nicht bi direktional sein muss.....

LTC2945   fertig.

Gruß Thomas

von Nik A. (nik_a)


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@Thomas: Funktioniert der LTC auch bei Konstantstromquellen?

Ich möchte beim Meanwell LED-Treiber IDLC-65 den LED-Strom messen und 
über den DIM-Anschluss regeln.
Ursprünglich mit einem INA226, der auf das Potential angehoben wird, so 
wie hier beschrieben:
https://www.ti.com/lit/ug/tidu849/tidu849.pdf

Nun sitz ich schon eine ganze Weile und bin nicht ganz sicher, ob das 
alles so prima funktioniert und ob ich einfach den LED-Minus-Ausgang des 
Netzteils mit normalem GND verbinden kann. Denn der DIM-Minus-Anschluss 
darf nicht mit dem LED-Minus-Ausgang verbunden werden. Zum Dimmen soll 
man aber 0-10V am DIM-Anschluss anlegen. Da sehe ich schon das Problem 
mit GND.

Wenn ich den LTC2945 vor die LED setze, würde das denn funktionieren?

also quasi nach diesem Schema:
Vout+ -> LTC Sense+ & Shunt -> LTC-Sense- & LED+ -> LED- -> Vout-

Jetzt noch den Ausgang vom LTC über ISO1541 und das war's?

Dann noch die 10V DIM-Spannung dran (könnte ja von einem 12V-NT kommen, 
welches den µC-Teil versorgt).

Edit: oh, aber wie wird dann die LTC-Seite des ISO1541 versorgt?

: Bearbeitet durch User
von floppy disk (Gast)


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Nik A. schrieb:
> Meanwell LED-Treiber

So ein LED-Treiber ist ja schon eine KSQ.

Nik A. schrieb:
> den LED-Strom messen und
> über den DIM-Anschluss regeln.

Wieso genau willst Du eine zweite Regelschleife
parallel zur Treiber-internen? (Könnte lustig

Oder willst Du etwa doch einfach nur den Wert
variieren (aka steuern), wozu so ein Dimmeingang
auch zumeist benutzt wird?

[Doch dafür wäre die 2. separate Strommessung
ganz einfach nicht erforderlich - macht die KSQ
(der Treiber) eh, um selbst regeln zu können...]


Wie Du siehst blicke ich da nicht so ganz durch.
Erzähl doch mal, was genau Dich dazu veranlaßte,
das so machen zu wollen.

Über Potentialbezug oder sonstiges kann man bei
Bedarf später noch sprechen (sofern noch nötig).

von Nik A. (nik_a)


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Hallo floppy disk, Danke für die Antwort :)

Ich versuche mal, meine Gedanken zu formulieren:

Dass der genannte LED-Treiber eine KSQ ist, ist mir bewusst, deshalb 
auch die Frage, ob der LTC denn damit funktionieren würde.

Das Meanwell-NT regelt den Strom auf 1750mA, wenn am DIM-Eingang keine 
Spannung anliegt.
Und genau das will ich tun, eine Spannung am DIM-Eingang anlegen, dabei 
aber auch die Leistung der LED messen und anzeigen.
Nur zu Dimmen wäre ja einfachst möglich, aber ich habe dann keine 
Angaben über die Leistung etc. :)

Bei einem Netzteil/einer Spannungsquelle hat man ja üblicherweise Plus 
und Minus/GND, bei dem Meanwell bin ich nicht 100% sicher, inwieweit das 
intern aufgebaut ist. Entweder misst es den Strom, vergleicht ihn mit 
dem Wert, für den es ausgelegt ist (z.B. 1750mA) und regelt dann über 
eine Feedbackschaltung die Spannung, die aus dem Übertrager kommt.
Oder das ganze wird (, ich hoffe, ich schreibe jetzt keinen Mist,) über 
eine Stromsenke geregelt und da ist der Minus-Ausgang ja kein GND, 
sondern am Drain eines MOSFETs.

Was mich verunsichert, ist, dass man den DIM-Minus-Anschluss nicht mit 
Vout-Minus verbinden darf.
Nehme ich ein Schaltnetzteil, dann würde ich die Spannung über 
Optokoppler-Feedback einstellen und dort auch die KSQ-Eigenschaft 
ansetzen. Also Spannung über Shunt auswerten und gut. Da hat man dann 
auch später kein PWM-Flimmern. Ein Pin der LED des Optokopplers geht 
meines Wissens nach auf GND, welches auch das GND vom Ausgang ist.

Soweit ich es sehe, würde beim genannten Netzteil eine Spannung von 0 
bis 10V linear den Strom einstellen, 0 - 100%, so verstehe ich das 
Datenblatt.
Ich habe überlegt, einfach mittels Digital-Poti dort 0-10V anzulegen, 
mit Hilfe der 12V-Versorgung, die auch den µC-Teil der Schaltung 
versorgen soll.

Aber was ich bisher nicht weiss: Kann ich den LTC auch bei einer KSQ 
bzw. bei diesem Netzteil verwenden? Der LTC versorgt sich wohl über die 
Bus-Spannung vom LED-Netzteil, dann müsste doch aber GND vom LTC mit 
Vout-Minus vom Netzteil verbunden werden.
Möglicherweise brauche ich dann auch den ISO1541, aber der benötigt auf 
der Seite mit dem LTC eine Versorgungsspannung von 5V. Könnte man 
mittels Zener-Diode machen, wenn es nicht auch besser geht.

Ich sehe leider noch nicht durch oder habe Denkfehler :)

edit: im LTC-Datenblatt sehe ich diverse Möglichkeiten, den LTC mit 
Spannung zu versorgen. Figure 2c zeigt eine Versorgung über 
Zweitspannung.
Würde das das Problem schon lösen? Die 5V anlegen, die ich mittels LDO 
für den µC erzeugen würde und dann einfach den Shunt vor die LED?
Dann würde der ISO1541 wegfallen aber woher bekommt der LTC dann den 
Wert der Busspannung? Ich vermute, dass Vout-Minus wieder mit GND 
gleichgesetzt wird, was vermutlich nicht geht.

Und wieder bin ich ratlos :)

: Bearbeitet durch User
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