Zwei unabhängige Amperemeter mit einem ADC

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Autor
Zwei unabhängige Amperemeter mit einem ADC
Suche nach: amperemeter (689)

    







BID = 845526

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus
 

  


Hey Leute,

ich habe gerade einen Knoten im Gehirn, wie es mir scheint. Schiebe es jetzt einfach mal auf die fortgeschrittene Uhrzeit

Das Problem ist eigentlich ziemlich einfach. Ich will ein zweikanaliges Amperemeter bauen. Beide Eingänge sollen natürlich unabhängig voneinander arbeiten, weshalb ich je einen Differenzverstärker vorgesehen habe. Beide Verstärker haben aber die selbe Versorgungsspannung und sollen auch auf einen einen gemeinsamen ADC geschaltet werden.

Die Shunts sollten jetzt eigentlich an beliebigen Stellen einer Schaltung verbaut werden können. Können sie ja auch, aber wenn sie High-seitig eingebaut werden bekommen sie Probleme mit der Gleichtaktspannung an den Eingängen.

Man könnte auch jeden Differenzverstärker mit einem DCDC-Wandler versorgen und einen einzelen ADC mit Optokopplern (über SPI) an den µC bringen, aber würde dies das Problem lösen

Ich sach´s ja, Knoten

Anbei noch das vereinfachte Frontend der Strommessung.


_________________
Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 845530

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach

 

  


Zitat :
aber wenn sie High-seitig eingebaut werden bekommen sie Probleme mit der Gleichtaktspannung an den Eingängen.
Wie weit willst du denn außerhalb der Versorgungsspannung arbeiten?
Wenn das nicht allzu schlimm ist, kann man Präzisionsspannungsteiler verwenden, um in den CMR zu kommen.
Schau mal, wie das hier gemacht wird: http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/42-01/high_side_current_sensing.pdf
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/44-12/high_side.pdf


Zitat :
Man könnte auch jeden Differenzverstärker mit einem DCDC-Wandler versorgen und
Solche Isolationsverstärker kann man auch fertig kaufen, sie kosten aber ca. 50 US$ pro Stück.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 30 Aug 2012  0:42 ]

BID = 845556

Harald73

Schreibmaschine


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Beiträge: 1016

Hi,

wie wäre es mit LEM-Wandlern? Was (ZENSUR) gibt es eigentlich nicht. Besonders die mit +/-15V Versorgung sind faszinierend.
Edit: die IT.... Serie, früher von Danfysik. Schööööönnn.
Gibt aber auch 5V-Typen, mit Offset (1/2 Supply) am Ausgang, z.B LTS 25. Etwas edler: LTSR-25 NP, http://www.lem.com/docs/products/ltsr%2025-np.pdf da hast du zu Zugriff zur Referenz.


oder isolierter ADC, HCPL7800, Analog in (extra für Shunts gedacht, +/- ein paar hundert mV), Analog out. Braucht leider noch Hilfsspannung auf der isolierten Seite.
Oder mit digital Ausgang, HCPL7860, da muss aber noch ein Filter hinter, und ebenfalls Versorgung.

Versorgung kannst du per (normalem) DCDC-Wandler liefern, oder mit den "Digital isolator" ICs, Serie ADUM. Den ADUM5242 hatte ich mal verwendet. Überträgt 2 Bit von der isolierten Seite und 5V 10mA zur isolierten Seite. Da gibt es noch viele andere, die auch mehr Leistungs/Bits übertragen. Ein normaler DCDC-Wandler ist vielleicht billiger, aber diese isopower-Teile sind schön klein. Schau mal hier:
http://www.analog.com/en/interface/......html
Es gibt auch was isoliertes analoges, AD7400, scheint aber dem HPCL7860 ähnlich.

Wenn Du auf der Suche einen isolierten ADC mit "normalem" Datenausgang (I2c, SPI, ...) findest, am besten noch mit internen Stromversorgung, dann lass mich das bitte wissen! Danke!

Gruß
Harald



_________________
*..da waren sie wieder, meine 3 Probleme: 1)keiner 2)versteht 3)mich
* Immer die gültigen Vorschriften beachten und sich keinesfalls auf meine Aussagen verlassen!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Harald73 am 30 Aug 2012  9:43 ]

BID = 845602

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus

Danke euch beiden für die Hinweise


Zitat :
Wie weit willst du denn außerhalb der Versorgungsspannung arbeiten?
Tja, weiß ich auch noch nicht. Es soll ja universell sein. Es wird aber unter 100VDC bleiben. (Für Laboranwendungen, typisches Labornetzteil mit 2x30V sollte die Schaltung mindestens verkraften)


Zitat :
kann man Präzisionsspannungsteiler verwenden, um in den CMR zu kommen.
Das würde ich gerne umgehen. Ersten, weil diese hochpräzisen (0,01%) Widerstände sehr teuer sind. Und zweitens, weil bei einer echten galvanischen Trennung nicht mehr darauf geachtet werden muss, wie hoch denn jetzt die maximale Gleichtaktspannung noch mal war.


Zitat :
LEM-Wandlern?
Auch nicht schlecht, vor allem die Typen mit Kompensations-Messverfahren.

Eine Weitere Möglichkeit wären noch diese kleinen SMD Hall-Stromsensoren, welche auch ein hohes Isolationsvermögen haben. Allerdings sind diese nur bedingt für kleine Ströme (<10mA) geeignet, welche auch gemessen werden sollen.
(Dann wird natürlich anstatt des 1mΩ ein 1Ω Shunt eingebaut.


Zitat :
Oder mit digital Ausgang, HCPL7860,
Sehr interessant, die kannte ich noch gar nicht. (nur die isolierten FET-Treiber aus der HCPL-Reihe)
Nachteil an dem ist aber das Datenformat. Den empfohlenen HCPL-0872 gibt es nämlich nur bei amerikanischen Vertreibern. Welche anderen Digitalen Filter könnten denn noch eingesetzt werden?


Zitat :
diese isopower-Teile sind schön klein
Ja, das sind sie, aber 10€ pro Stück ist schon ein happiger Preis.

Habe inzwischen auch mal mein Entwurf überarbeitet.
Local_GND_1 (bzw. Local_GND_2) habe ich über einen Widerstand mit dem Shunt verbunden (Eigentlich könnte man es ja auch ohne Widerstand anschließen, aber wäre das empfehlenswert?). Somit liegt das lokale GND-Potential immer auf dem Potential der Messspannung und es gibt keine Gleichtaktspannungs-Probleme mehr.

Was haltet ihr davon?

Noch eine Frage: Ich habe mal zwei verschiedene Arten, das Eingangssignal für den ADC bereitzustellen, gezeichnet.
Einmal unipolar von 0...5V, (wobei 2,5V Null Ampere entsprechen).
Und einmal bipolar -2,5...2,5V (wobei jetzt 0V logischerweise Null Ampere entsprechen). Welche Variante würdet ihr bevorzugen?




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 30 Aug 2012 17:24 ]


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