Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Shunt für 60V/20A DC


von ESP4096 S. (esp4096)


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Moin, ich muss Strom messen:

Mein Injektor (=> Spule 0,6Ohm) wird mit 60V/20A aufgemacht. Zum 
begrenzen des Stroms will ich bei erreichen von 20A abschalten bzw. 
runter auf 5A-10A um die Spule zu halten. Dazu muss ich den Strom messen 
und brauche daher einen Shunt. Der ganze Spaß dauert unter 1ms und 
wiederholt sich max alle 20ms, also es handelt sich nicht um eine 
Dauerlast.

Entweder bin ich zu doof oder Mouser & Co. bieten mit diesen Werten nur 
extrem klobige Shunts an die dann auch noch >20€/Stk. kosten.

Ich bin schon dran einen einfachen Shunt aus einem Kabel zu basteln, 
aber ersten wird das sehr hässlich und zweitens wird mir der 
Temperaturkoeffizient alles versauen.

Vielleicht können die Profis ein Wort dazu verlieren, wie ich am den 
Strom messe ohne 20€ teure monster Shunts?

(Shunt lese ich dann mit einem Amp und ADC mit 100ksps aus)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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ESP4096 S. schrieb:
> mit diesen Werten
Welchen Werten denn?

von MaWin (Gast)


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20A sind bei 0.2V glatt 4W, da aber nur 5% der Zeit reicht schon ein 
0.25W Widerstand mit 0.01 Ohm, 10mOhm.

Die 0.2V als Schaltgrenze sind hoch genug damit der übliche Fehler eines 
billigen Komparators von 7mV nicht zu verfälschend wirkt, und klein 
genug damit von den 60V nicht zu viel verloren geht.

Je nach benötigter Genauigkeit könnte man auch weniger nehmen.

Ich würde wohl auf 4-Leiter Anschluss verzichten und so was nehmen:

https://www.mouser.de/ProductDetail/Bourns/CFN0402-FX-R010ELF

von Wolfgang (Gast)


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ESP4096 S. schrieb:
> Ich bin schon dran einen einfachen Shunt aus einem Kabel zu basteln,
> aber ersten wird das sehr hässlich und zweitens wird mir der
> Temperaturkoeffizient alles versauen.

Der Tk ist für die Anwendung IMHO ziemlich egal. Oder wie genau muss 
dein Umschaltpunkt definiert sein.

1€ pro Stück
https://de.farnell.com/tt-electronics-welwyn/oars1-r010fi/strommesswiderstand-0r01-1-1w/dp/1200349

Welchen Wert hättest du denn gerne?

von Wolfgang (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ich würde wohl auf 4-Leiter Anschluss verzichten und so was nehmen:

Einen 10mOhm-Widerstand sollte man schon per 4-Leiteranschluss 
verdrahten - sonst ist schon die erste Stelle des angegebenen Wertes 
allenfalls eine untere Grenze für den wahren Wert.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Bei 60V und 20A würde ich eher auf Hallelement tendieren, da ist dan die 
Elektronik auch galvanisch getrennt, und es gibt welche die grad ein 
Digitalen Messwert-Ausgang haben.

Wobei ich die Analogen bevorzuge(Wird von uns gerne in Wechselrichter 
eingesetzt)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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ESP4096 S. schrieb:
> Dazu muss ich den Strom messen und brauche daher einen Shunt.
Wenn du diesen logischen Kurzschluss auftrennst, dann wäre unter 
Berücksichtigung des
> ADC mit 100ksps
der ACS712 mit seinen 1,2mOhm und einer Grenzfrequenz von 80kHz eine 
plausible Möglichkeit. Nett an dem Ding ist die potentialgetrennte 
Messung.

: Bearbeitet durch Moderator
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Lothar M. schrieb:
> der ACS712 mit seinen 1,2mOhm und einer Grenzfrequenz von 80kHz eine
> plausible Möglichkeit. Nett an dem Ding ist die potentialgetrennte
> Messung.

Ja wird gerne als Sync in Netz-Einspeisungen bei Wechselrichter 
verwendet ;-)
+1

von Hans B. (Gast)


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....ist es vielleicht besser auf die Strommessung zu verzichten?
Die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes kann aus der Induktivität 
berechnet werden. Je nach den Ansprüchen an die Genauigkeit genügt es 
möglicherweise auch nach einer vordefinierten Zeit die Ansteuerung 
abzuschalten oder zu reduzieren.
Dann hat man geringeren Bauteilaufwand und wahrscheinlich auch höhere 
Zuverlässigkeit.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die Strommessung braucht's nicht. Man kann das rechnen, oder probieren. 
Mit welcher Spannung einschalten und nach welcher Zeit einen Widerstand 
zwischenschalten.

von ESP4096 S. (esp4096)


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Wolfgang schrieb:
> Welchen Wert hättest du denn gerne?

Praktisch ist es nicht so wichtig ob ich jetzt 0,5 Ampere daneben liege. 
Wenn ich bei 19,5A angekommen bin, ist der Injektor genauso sicher auf 
wie, wie wenn ich 21A hätte, von daher reichen 5% Abweichung locker aus. 
Es geht nur darum die Spule nicht zu grillen.


MaWin schrieb:
> 20A sind bei 0.2V glatt 4W, da aber nur 5% der Zeit reicht schon ein
> 0.25W Widerstand mit 0.01 Ohm, 10mOhm.

Das klingt logisch, das ich Werte für meine effektive Last nehmen kann 
bin ich natürlich nicht gekommen. Danke für deine Hilfe! Damit kann ich 
sehr viel anfangen :)

Patrick L. schrieb:
> Bei 60V und 20A würde ich eher auf Hallelement tendieren, da ist dan die
> Elektronik auch galvanisch getrennt, und es gibt welche die grad ein
> Digitalen Messwert-Ausgang haben.

Schaue ich mir auch mal an. Danke.

Hans B. schrieb:
> ....ist es vielleicht besser auf die Strommessung zu verzichten?
> Die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes kann aus der Induktivität
> berechnet werden.

Das habe ich bisher so gemacht, nach ca 500us bei 24V/5A Pi mal Daumen 
sollte ich auf Haltestrom schalten.
Es gibt aber ein paar Gründe warum ich es zunächst erstmal zusätzlich 
mit Shunt machen will:
1. Ich will zumindest einmal den Stromverlauf an meinem Oszi sehen. 
Einfach für Gefühl und Lerneffekt.
2. Streuung bei verschiedenen Injektoren sehen.
3. Wenn ein defekt am Injektor auftritt kann ich das mehr oder weniger 
sehen und die MCU entsprechend reagieren.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Pandur S. schrieb:
> Die Strommessung braucht's nicht.
... wenn man Fertigungstoleranzen, Sättigungseffekte und 
Spannungsschwankungen aussen vor lassen darf und damit eine simple 
Stromsteuerung hinreichend gut funktioniert.

ESP4096 S. schrieb:
> 1. Ich will zumindest einmal den Stromverlauf an meinem Oszi sehen.
> Einfach für Gefühl und Lerneffekt.
Dafür würde ich eine Strommesszange (oder einen üblichen Stromwandler) 
nehmen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Hans B. (Gast)


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ESP4096 S. schrieb:
> Ich will zumindest einmal den Stromverlauf an meinem Oszi sehen.
> Einfach für Gefühl und Lerneffekt.

Das würde ich auch so machen. -um die Zeitkonstante zu ermitteln.
z.B. nach dieser Methode:
http://staff.ltam.lu/feljc/electronics/messtechnik/messung_ferritspulen.pdf

von ESP4096 S. (esp4096)


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Hans B. schrieb:
> ESP4096 S. schrieb:
>> Ich will zumindest einmal den Stromverlauf an meinem Oszi sehen.
>> Einfach für Gefühl und Lerneffekt.
>
> Das würde ich auch so machen. -um die Zeitkonstante zu ermitteln.
> z.B. nach dieser Methode:
> http://staff.ltam.lu/feljc/electronics/messtechnik/messung_ferritspulen.pdf

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