Guten Tag,
ich habe einen PWM Current Sense IC, das mir eine Spannung analog zum
Phasenstrom (einer Motorbrücke) herausgibt.
Mein Problem: Der nachfolgende ADC mag keine Eingangsspannung über 5V.
Wie man im Anhang sieht (obiges Diagramm) gibt es Spitzen bis 6V, mit
LCR-Filter (L 10uH, R 10kOhm und ELko 10uF) gibt es Spannungsspitzen bis
5,4V.
Bei selbst sehr kurzen Impulsen über 5V geht der ADC sofort in den
Protected Mode und schaltet ab.
Ich habe es mit einer 4,7V Z-Diode probiert, aber die spricht nicht
schnell genug an.
Hat jemand eine Idee, wie ich die Spannung hart auf 5V begrenzen kann,
und zwar sehr schnell? Die Impulse sind im < 1 µs Bereich.
Obiges Diagramm ist vor, unteres nach dem LCR-Filter.
Martin S. schrieb:> Der nachfolgende ADC mag keine Eingangsspannung über 5V.
Magst Du den ADC auch mal nennen?
Oftmals kann man die Referenz auch unter die VCC setzen und dann ist
Übersteuerung zulässig.
Peter der Kleine schrieb:> aber doch nicht über 5,3v?
Du musst natürlich auch das Eingangssignal herunterteilen.
Geht auch so: einfach auf 0.8 teilen, dann liegen bei 6V noch 4.8V an.
nachher wieder mit 1.25 multiplizieren.
Was meinst du mit Eingangsspannung soll das die Versorgungsspannung des
ADC sein oder das Analoge Signal vom Stromsensor?
Was für einen Verbraucher schaltest du per PWM ich vermute das dieser
ohne Freilaufdiode läuft und dir überall reinspuckt.
Du könntest dem ADC aber auch einen eigenen Spannungsregler mit
vorgeschaltetem LC-Filter spendieren damit dieser sauber versorgt wird.
Ändern sich diese Impulse wenn du die PWM Frequenz veränderst?
Abdul K. schrieb:> Der ADC sollte auch einen Eingangstiefpaß bekommen, eventuell reicht der> dann auch für die unerwünschten Transienten.
Hat er. Die Grenzfrequenz beträgt 159.15 Hz.
Siehe erstes und zweites Oszillogramm.
diese Impulse sehen für mich so aus als ob der Verbraucher diese beim
abschalten erzeugt. Kannst du den Verbraucher mal gegen einen Widerstand
wechseln?
Zeig doch mal ein Bild des ganzen Aufbaus.
Martin S. schrieb:> Ich habe es mit einer 4,7V Z-Diode probiert, aber die spricht nicht> schnell genug an.
Klingt falsch. Z-Dioden sind sehr schnell (aber auch sehr ungenau).
Dein ADC wird schon eingebaute Überspannungsschutzdioden haben.
Dann braucht er bloss einen Vorwiderstand.
Je nach dem was für genaues Messen als Signalspannungsquellwiderstand
noch erlaubt ist kann man z.B. 10k als Vorwiderstand vor den AD klammen
und Spannungen über 5V sind kein Problem mehr.
Da deine Z-Diode nicht 'schnel genug ist' hast du eher ein problem mit
durchschlagenden Transienten auf deine Leitungen. Da hilft solides
Messekontakt, Abschirmung, ausreichend niederohmige Auslegung.
Also kein Bauteil, sondern EMV konformer Aufbau.
Abdul K. schrieb:> Ich muß MaWins Verdacht zustimmen. Ein Filter für Transienten bei> dem> ein Elko verwendet wird??
Hier die Messung mit Kerko (vielschicht), auch 10 µF.
Εrnst B. schrieb:> Schottky gegen Kerko-Gepufferte 4.5V?
Das ist, zusammen mit einem RC-Filter davor, schon der richtige Ansatz.
Also nochmal genauer:
- Zusätzlicher Spannungsregler erzeugt 4.5V
- diese 4.5V mit einem dickeren Kerko puffern
- Schnelle Schottky-Diode (z.B. BAT54S) vom Signal auf die 4.5V
- die 2. Diode der BAT54S von GND auf das Signal, ersetzt Deine D? aus
Deinem Schaltplan
Sorry, bin unterwegs und kann keinen Schaltplan malen.
Die Ls als Stabkerndrosseln und die freien Kondis irgendwas 10n
keramisch.
Und bedenke, daß die Massestrippe an deinem Tastkopf ne induktive
Antenne ist.
Dein Scopebild sieht nach angeregtem Schwingkreis aus. Zoome mal rein.
Mit so teurem Meßgeräten flieg ich dir zum Mond :-)
Die Luxusvariante für Transientenschutz ist ne Schottkydioden-Bridge.
Gerd E. schrieb:> - Zusätzlicher Spannungsregler erzeugt 4.5V> - diese 4.5V mit einem dickeren Kerko puffern
Das ist übrigens die Luxusvariante mit
garantiert-niemals-kein-bisschen-über-5v.
Normalerweise reicht mit den Dioden auf das normale 5V-Rail zu gehen,
evtl. 100nF in die Nähe. Das geht dann bis auf 5,3V oder so hoch, die
meisten ICs haben damit aber kein Problem.
Gerd E. schrieb:> Sorry, bin unterwegs und kann keinen Schaltplan malen.
Brauchst Du nich. Hab nur nicht verstanden gehabt, dass die BTS54S zwei
Schottky im Gehäuse hat. Jetzt macht das Sinn.
Ist eigentlich auch keine komplizierte Schaltung. Mal sehen, wie gut man
den XC6222A411MR-G (4,1V LDO) bekommt :-)
Danke erstmal für die Vorschläge. Ich werde das mal so umsetzen.
Martin S. schrieb:> Obiges Diagramm ist vor, unteres nach dem LCR-Filter.
Dass dort so gut wie kein Unterschied zu sehen ist, zeigt schon, dass
das Filter nicht die Ursache angreift.
MaWin schrieb:> Also kein Bauteil, sondern EMV konformer Aufbau.
Das sehe ich auch so. Und insgesamt sieht das zudem irgendwie nach
Messfehler aus.
Thomas O. schrieb:> diese Impulse sehen für mich so aus als ob der Verbraucher diese beim> abschalten erzeugt. Kannst du den Verbraucher mal gegen einen Widerstand> wechseln?
Ich würde da mal irgendeinen anderen Massepunkt messen (ja: Masseklemme
an Masse und Tastkopfspitze an die selbe Masse, aber an einen anderen
Punkt auf der Leiterplatte). Wenn die Spikes dann immer noch da sind,
dann koppelt irgendeine Störung auf den Messaufbau ein.
Die erste Schritt wäre dann die Verwendung einer Massefeder, um die
Koppelschleife über die Krokoklemme am Oszi klein zu bekommen.
Lothar M. schrieb:> Martin S. schrieb:>> Obiges Diagramm ist vor, unteres nach dem LCR-Filter.> Dass dort so gut wie kein Unterschied zu sehen ist, zeigt schon, dass> das Filter nicht die Ursache angreift.
Ja ich muss die Messung nochmal verifizieren. Ich habe das Datenkonvolut
so erhalten, und versuche mich durchzubeißen.
Die Grundschaltung, die hier ja bei rum gekommen ist, ist ja universell.
Daher ist der Lerninhalt trotzdem wertvoll.
Martin S. schrieb:> Ist eigentlich auch keine komplizierte Schaltung. Mal sehen, wie gut man> den XC6222A411MR-G (4,1V LDO) bekommt :-)
Du kannst ja auch einen -Adj Typ verwenden der frei per Spannungsteiler
einstellbar ist.
Und wenn es nicht sooo auf Energieverbrauch ankommt, würde es auch ein
Spannungsteiler ganz ohne Spannungsregler tun. Wenn Du vielleicht 5 mA
Querstrom durch den vorsiehst, sollte es das genauso tun.
Ich kenne halt die Ströme nicht. Ein schneller LDO schiebt halt nach.
Ein Teiler nicht.
Aber gut, 4V max (nicht 5) mit spitzen bis 6-7V, bei 10k
Serienwiderstand sollte nicht allzuviel Energie einbringen.
Ich werde den Aufbau vom ex- Kollegen mal verifizieren. Da sind lange
einzelne Leiter. Nicht, dass sich da wirklich Serienschwingkreise
bilden. Habe bisher nur Bilder.
Eigentlich müsste der Tiefpass (10 mH / 10 uF) reichen; das sind
immerhin Runde 150 Hz bei -3dB. Dass er nicht reicht, gibt mir zu
denken.
Aufbau also kontrollieren steht an erster Stelle. Morgen bekomme ich die
Hardware.
Was mich auch wundert: der MAX hat keinen Shutdown. zumindest finde ich
im DB nichts dazu. Nur, dass Vref nicht überschritten werden soll und
dass Vin < Vcc+0,5V sein soll, weil sonst interne Dioden leiten.
Das passt alles nicht so recht zusammen.
Abdul K. schrieb:> Die Luxusvariante für Transientenschutz ist ne Schottkydioden-Bridge.
Hier zum Lernen, Stoff aus den 60er Jahren zu Zeiten von TTL-Technik:
Solange die Eingangsspannung innerhalb der 5V-Versorgungsspannung ist,
erscheint das Signal am Ausgang zum ADC mit halber Spannung. Ist das
Signal außerhalb des zulässigen Bereichs, wird der ADC quasi
"abgehangen".
Die Schaltung realisiert mit den verwendeten Werten einen 50ohm-Eingang,
bei Aktivierung der Schutzfunktion stimmt die Impedanz nicht mehr ganz
(Dann ist es aber auch nicht mehr so wichtig).
Durch die Schottkydioden ist die Schaltung sehr schnell.
Anmk.: Wenn man die Diodenbrücke umgekehrt polarisiert z.B. durch einen
komplementären Treiber an den äußeren Anschlüssen, dann wird sie zu
einem schnellen Schalter.
Hi Stefan,
danke für Deinen Kommentar.
Ich merke so langsam: Aus dem "Mach das mal schnell fertig, was der
Kollege nicht fertig gebracht hat" wird ein "muss man komplett neu
machen".
Scheinbar sind da weitaus mehr Fehler drinnen, als ich auf Zuruf bisher
gehört habe.
Von der Ursprünglichen Aufgabe, nämlich das Signal zu deckeln, den
Kasten zusammenzuschrauben und abzuliefern, bin ich scheinbar
mittlerweile weit entfernt.
Gerd E. schrieb:> Also nochmal genauer:>> - Zusätzlicher Spannungsregler erzeugt 4.5V> - diese 4.5V mit einem dickeren Kerko puffern> - Schnelle Schottky-Diode (z.B. BAT54S) vom Signal auf die 4.5V> - die 2. Diode der BAT54S von GND auf das Signal, ersetzt Deine D? aus> Deinem Schaltplan
Danke Gerd, ich habe eine Testschaltung aufgebaut. Klasse! Das Ding
klebt die 4,3 V (4V Regler + Uf) fest, wie Pattex. Soetwas habe ich mir
vorgestellt. Ich mache morgen noch ein paar Experimente bzgl.
Transienten und Impulsen aber ich denke, da es ja nur auf die
Reaktionszeit der Schottky-Diode ankommt, dass die Schaltung kaum
langsamer als ebendiese ist.
Stefan schrieb:> Bei bidirektionaler Strommessung und 2,5V an Ref1 und Ref2 an sind 7,5A> zu viel für den INA253A3.> Bei 0A liegt die Ausgangsspannung bei 2,5V, bei +7,5A theoretisch bei> 5,5V und bei -7,5A bei -0,5V - beides kann der INA bei +5V Versorgung> natürlich nicht. Spitzen von 6V am Ausgang des INA sollten eigentlich> auch nicht möglich sein.
Die Hardware wandert in die Mülltonne. Die INA253 auf dem DEV-Board
waren geschossen. Ich habe die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut,
und erhalten absolut brauchbare Ergebnisse.
Ich werde morgen - wenn ich dazu komme - das ganze mal auf Papier
bringen, und hier nochmal zur Diskussion stellen, falls ihr Zeit/Lust
habt, eure geschätzte Meinung abzugeben.
Ich muss zugeben; 10 Jahre nach dem Studium, und seitdem fast nur
Software, haben definitiv ihre Spuren hinterlassen. Da geht nichts mehr
so recht leicht von der Hand.
rlc_elko.png
(13 KB)
