Hallo!
Ich möchte einen Differenzverstärker aufbauen um damit den
Spannungsabfall an einem MOSFET zu messen. Die Verstärkung ist 5, wobei
ich die Widerstandswerte 10k und 50k verwende. Als OP werde ich einen
TS321 einsetzen.
Am nicht invertierenden Eingang liegt eine Spannung von 12V, am
invertierenden Eingang 11.5V, je nach Spannungsabfall am MOSFET.
In diesem Fall wäre die Spannung an den Eingängen (IC Pins) etwa 9.96V
bzw. 9.93V. Die Differenzspannung beträgt folglich etwa 30mV.
Der OP wird mit einem Single-Supply von 5V versorgt. Darf die Spannung
an den Eingängen überhaupt größer als die Versorgungsspannung sein?
Im Fehlerfall kann es jedoch passieren, dass am nicht nicht
invertierenden Eingang eine Spannung von 0V anliegt und am
invertierenden Eingang 35V. Am Eingang des ICs würde dann 26V
Differenzspannung anliegen.
Darf die Spannung am invertierenden Eingang überhaupt größer als am
nicht invertierenden Eingang werden?
lg
Mike
DasGehirn wrote:
> Der OP wird mit einem Single-Supply von 5V versorgt. Darf die Spannung> an den Eingängen überhaupt größer als die Versorgungsspannung sein?
Steht im Datenblatt deines OpAmps, üblicherweise: NEIN, und es muss
sogar noch ein "Sicherheits-Abstand" zu der Betriebsspannung eingehalten
werden
> Im Fehlerfall kann es jedoch passieren, dass am nicht nicht> invertierenden Eingang eine Spannung von 0V anliegt und am> invertierenden Eingang 35V. Am Eingang des ICs würde dann 26V> Differenzspannung anliegen.
Siehe oben, dann isser kaputt.
> Darf die Spannung am invertierenden Eingang überhaupt größer als am> nicht invertierenden Eingang werden?
Ja, solange innerhalb der Betriebsspannung.
Ist nicht die Differenzsspannung der ausschlaggebende Punkt?
Muss die Spannung an den Eingängen (gemessen zu Masse) innerhalb der
Versorgungsspannung liegen oder nur die Differenzsspannung zwischen den
beiden Eingängen?
Ok, nochmal deutlich: an KEINEM PIN darf eine Spannung anliegen die
kleiner als die Negative Betriebsspannung (GND bei dir) und der
Positiven Betriebsspannung (+5V bei dir) ist.
Dadurch kann die Differenzspannung max. +/- 5V betragen.
Alter Trick:
Eingangsspannungen mit Spannungsteilern z.B. 10:1 soweit verkleinern,
bis diese im zulässigen Eingangsspannungsbereich liegen und dann erst
mit dem
Differenz-Verstärker (OpAmp) weiterverarbeiten.
Ok, hab mir mal das Datenblatt durchgelesen:
kleine Fußnote zwischendrinn:
3. The input common-mode voltage of either input signal voltage should
not be allowed to go negative by more than 0.3V. The upper end of the
common-mode voltage range is Vcc+ - 1.5V, but either or both inputs can
go to +32V without damage.
Bei deiner Konfiguration kannst du also Spannungen von -0.3V bis 3.5V an
die Eingänge legen, wenn du noch sinnvolle Ergebnisse willst. Der Chip
geht aber nicht kaputt, wenn du 32V anlegst.
Dran denken: Das ist bei DIESEM OpAmp so, beim nächsten kann das wieder
anders sein, also besser immer das Datenblatt vor dem Löten genau
studieren...
Es ist alles gesagt, was zu sagen war...
Alle Fragen, die Du gestellt hast, sind beantwortet.
Wir können Dir nicht mehr helfen, Schatzi.
Vielleicht malt Dir jemand jetzt noch die Schaltung auf.
Schatzi? Haben wir miteinander gepennt oder wie? Ich denke nicht, dass
du das Recht hast mich Schatzi zu nennen...
Es sind nicht alle Fragen beantwortet... Eine Schaltungsidee hat noch
keiner geäußert! Was ich bis jetzt weiß ist, dass meine Schaltungsidee
nicht funktioniert. Unter Umständen hat jemand ja schon mal so etwas
gemacht und gibt mir ein paar Ideen.
Vielleicht habe ich auch das Problem noch nicht ganz verständlich
erklärt. So trivial wie es für manch einen scheinen mag, ist es sicher
nicht.
> Es sind nicht alle Fragen beantwortet... Eine Schaltungsidee hat noch> keiner geäußert!
Bernd G. wrote:
> Alter Trick:> Eingangsspannungen mit Spannungsteilern z.B. 10:1 soweit verkleinern,> bis diese im zulässigen Eingangsspannungsbereich liegen und dann erst> mit dem> Differenz-Verstärker (OpAmp) weiterverarbeiten.
Es gibt Leute, die sich hier nicht mal anmelden, Wünsche äußern, dreiste
Behauptungen aufstellen und verlangen, daß sie ohne jegliche
Eigeninitiative zu einer geprüften und produktreifen Schaltung gelangen.
Ich glaube nicht, daß man so für seine privaten? Belange Hilfe erzwingen
kann.
Ich wage zu behaupten, daß alle Antworten bis jetzt hier richtig waren.
Wenn sie für den TO unverständlich sind, gibt es Bücher.
Es gibt sogenannte Over the Top Opamps, da darf die Spannung an den
Eingängen außerhalb der Versorgungsspannungnen liegen.
Ein Beispiel ist der LT1638, Datasheet im Anhang...
mfg
@Bernd G:
Ich suche nach einer Idee, nicht nach einer produktreifen Schaltung.
Abgesehen davon hat meine Eigeninitiative damit angefangen, dass ich
mich hier durchs Forum gewühlt habe und meine Frage gestellt habe. Ob
diese Initiative nun ausreichend war und von dir akzeptiert wird oder
nicht, will ich hier gar nicht diskutieren.
Wen habe ich gezwungen? Könnte mich nicht daran erinnern, dass ich
jemandem meine Knarre an den Kopf gedrückt habe.
Mit einem Widerstandsteiler geht es schon mal nicht... Nehmen wir an,
ich muss im besten Fall unterscheiden können, ob am Mosfet 500mV oder
100mV abfallen. Die Versorgungsspannung des Mosfet liegt im Bereich 8
bis 16V. Berechnet man den Worst Case mit 1% Widerständen bleibt nur
noch eine minimale Spannungsdifferenz über. Soweit so gut, mit einem
Differenzverstärker alles kein Problem. Beachtet man auch
Temperaturschwankungen und Alterungserscheinungen, kann es passieren,
dass sich die Widerstandswerte so weit verändern, dass schlussendlich
gar keine Spannungsdifferenz mehr über ist...
@Christian R: Genau so etwas habe ich gesucht. Ein TSC101 würde
beispielsweise schon für meine Anwendung funktionieren. Vielen Dank für
deine konstruktive Unterstützung!!!
Es ist riskant sich DasGehirn zu nennen, das könnte Trolle auf den Plan
rufen. :-)
Du bist noch etwas grün und unbeherrscht, das könnte Dir eventuell bei
Deinem Boß mal unangenehm aufs Bein fallen.
> Spannungsabfall an einem MOSFET zu messen. Die Verstärkung ist 5, wobei> ich die Widerstandswerte 10k und 50k verwende. Als OP werde ich einen> TS321 einsetzen.
Du gibst vor, einen bestimmten OV einsetzen zu wollen - dann ist der
Spannungsteiler o.k. Über die zulässigen Toleranzen der Widerstände habe
ich nichts gesagt, die solltest Du anhand Deiner Randbedingungen selbst
bewerten können.
Temperaturschwankungen an den Widerständen sind nicht das Problem, da
bei gleicher Dimensionierung beider Spannungsteiler gleichlaufende
Driften entstehen.
Wenn Du Dir das Innenleben der Current Sense Amps ansiehst, entdeckst Du
in den meisten Fällen eben genau diesen Spannungsteiler.
> Mit einem Widerstandsteiler geht es schon mal nicht...
1. Es gibt auch Widerstände besser als 1%.
2. Da es offensichtlich ein Hobbyprojekt und kein Serienprodukt ist,
kann man sich auch die Mühe machen, und die Widerstände passend
ausmessen.
Und selbst wenn der Vorschlag von Bernd für dich partout nicht in Frage
kommt, hast du trotzdem keinen Grund gehabt rumzumosern:
"Eine Schaltungsidee hat noch keiner geäußert!"
@Bernd G: Wovon sprichst du eigentlich? Grün und unbeherrscht? Langsam
kommt mir vor du schreibst nur um einfach irgendwas von dir zu geben.
Was ist bei meinen Aussagen und Kommentaren unbeherrscht? Du machst hier
Äußerungen die kann ein rational denkender Mensch einfach nicht
verstehen.
Temperaturschwankungen, Toleranzen, Alterserscheinungen etc. sind wohl
Randbedingungen, die zu bedenken sind. Wenn es mit herkömmlichen
Widerständen funktionieren soll, dann geht die Lösung mit einem
Spannungsteiler nur wenn man beide Augen zu drückt.
Übrigens, es macht einen Unterschied ob man integrierte Widerstände in
einem IC hat oder extern beschalten muss.
Vielleicht hätte aber deine Antwort anders ausgesehen, wenn ich anfangs
nicht großspurig gemeint hätte, ich will einen bestimmten OP nehmen...
@Stefan Ernst: Klar, aber Ausmessen per Hand kommt in meinem Fall nicht
wirklich in Frage. Widerstände < 1% ist logistisch (will ich jetzt mal
nicht weiter erklären) ist nicht drinnen.
Meine Frage: Hat jemand eine Idee, wie ich meine Schaltung aufbauen
kann?
Antwort: Es ist alles gesagt, was zu sagen war...
Alle Fragen, die Du gestellt hast, sind beantwortet.
Wir können Dir nicht mehr helfen, Schatzi.
Meine Antwort: Es sind nicht alle Fragen beantwortet... Eine
Schaltungsidee hat noch
keiner geäußert!
Wo ist jetzt das Problem? Meine Feststellung war lediglich, dass NICHT
alle Fragen beantwortet waren, denn die Frage nach der Schaltung/Idee
blieb offen.
DasGehirn wrote:
> Meine Antwort: Es sind nicht alle Fragen beantwortet... Eine> Schaltungsidee hat noch> keiner geäußert!
Wieso auch? Dafür wirst du doch bezahlt. Wir haben Dir genug Tipps
gegeben, wie man es anpackt, das in eine Schaltung umzusetzen ist dann
Dein Job.
Bernd hatte dir eine konkrete Schaltungsidee genannt. 4 Posts später
sagst du: "Eine Schaltungsidee hat noch keiner geäußert!".
Für mich ist es schon ein Problem, wenn du den konkreten Vorschlag von
jemanden, der dir schließlich weiterhelfen will, einfach als "nicht
existent" deklarierst.
Mag ja sein, dass der Vorschlag für dich nicht in Frage kommt, aber dann
zu sagen, du hättest noch gar keinen Vorschlag bekommen, war einfach
nicht angebracht.
Noch was Fachliches:
> Temperaturschwankungen, Toleranzen, Alterserscheinungen etc. sind wohl> Randbedingungen, die zu bedenken sind. Wenn es mit herkömmlichen> Widerständen funktionieren soll, dann geht die Lösung mit einem> Spannungsteiler nur wenn man beide Augen zu drückt.
Bei halbwegs geeigneter Platzierung wirken sich Temperaturschwankungen
auf die Widerstände gleich aus -> keine Änderung der Differenzspannung.
Und wenn die Widerstände alle vom gleichen Typ sind, sehe ich auch
nicht, warum sie wesentlich unterschiedlich altern sollten.
Die Lösung mit Spannungsteiler und einfachem Differenzverstärker hat
allerdings ein Problem, was viel eher dazu geeignet ist, diese Lösung
abzulehnen. Dass von dir statt dessen Toleranzen und
Temperaturschwankungen genannt werden, zeigt einmal mehr, dass du für
deinen Wissensstand einfach etwas zu großspurig auftrittst.
Das ist der Hauptgrund, warum dir hier ein gewisser Wind entgegen
weht.
@ Stefan
> Die Lösung mit Spannungsteiler und einfachem Differenzverstärker hat> allerdings ein Problem, was viel eher dazu geeignet ist, diese Lösung> abzulehnen.
Das ist absolut korrekt!
> Dass von dir statt dessen Toleranzen und> Temperaturschwankungen genannt werden, zeigt einmal mehr, dass du für> deinen Wissensstand einfach etwas zu großspurig auftrittst.> Das ist der Hauptgrund, warum dir hier ein gewisser Wind entgegen> weht
So ist es!
