Ich suche Ideen/Lösungen zur folgenden Aufgabenstellung: Isolierter Messwandler von 120 - 240VAC (50Hz) auf 1.2 - 2.4 VDC - Isolation: Mindestens 2000V DC / 1400 Vrms - Genauigkeit: Mindestens 2% (Abgleich zulässig) - Temperatur: Umgebungstemperatur -15°C .. 75°C - Belastung: AC-seitig maximal 4VA (Ziel < 1 VA) - Speisung: ±5VDC auf Messseite vorhanden Die Lösung sollte sehr zuverlässig, preiswert und platzsparend sein. Ich dachte zuerst an eine einfache Lösung mit einem kleinen Trafo und anschliessend mit aktivem Gleichrichter, Tiefpass und abgleichbarer Verstärker. Finde aber nichts brauchbares um die obigen Spezifikationen zu erfüllen Hatte jemand schon mal ein ähnliches Problem zu lösen, oder konstruktive Ideen/Tipps?
Peter S. schrieb: > - Speisung: ±5VDC auf Messseite vorhanden Ich vermute, diese Deiner specs macht das Problem. Alle anderen Punkte erfüllen z.B. Messwandler der firma LEM.
Was willst Du genau messen? Messgröße: Momentanwert Spitzenwert RMS Wert Wertebereich: 0..120V => 0..1,2V ? Trafo ist doch schon eine ganz gut Lösung. Wenn die Sekundärseite bspw. 2x24V liefert kannst du auch ohne einen aktiven Gleichrichter auskommen (nur 2 Schottky-Dioden) und anschließend Spannungsteiler auf 1/10 tel.
>Was willst Du genau messen? RMS-Wert, mit einer 90% Rektionszeit von <100 ms >Wertebereich: 0..120V => 0..1,2V ? Ist nicht wichtig, kann aber muss nicht funktionieren/stimmen >Messwandler der Firma LEM. Ja, die sind leider nicht für ±5VDC. Sehen auch etwas gross und teuer aus, das ganze soll 2..4x auf einer LPL bestückt werden. Zudem finde ich bei der Frima LEM auch keine exakten Datenblätter auf der Hompage, z.B. Abmessungen? Genauigkeit über Temperatur? Stromverbrauch+Belastung der Messgrösse etc.?
Peter S. schrieb: > - Isolation: Mindestens 2000V DC / 1400 Vrms > - Genauigkeit: Mindestens 2% (Abgleich zulässig) > - Temperatur: Umgebungstemperatur -15°C .. 75°C > - Belastung: AC-seitig maximal 4VA (Ziel < 1 VA) > - Speisung: ±5VDC auf Messseite vorhanden Analogoptokoppler mit Operationsverstärker als Linearisierung?
Peter S. schrieb: > Hatte jemand schon mal ein ähnliches Problem zu lösen, oder konstruktive > Ideen/Tipps? Ein ähnliches Projekt haben wir vor 2 Jahren entwickelt und ausgeliefert. Da kam ein HCPL7800 zum Einsatz. Das läuft inzwischen in Serie, die Entwicklungskosten sind nach 5 Monaten zurückgeflossen. Von diesem Projekt könnten wir manches re-usen, sodaß die Entwicklungskosten für Ihr Vorhaben spürbar gedrückt werden können. Wie hoch ist Ihr Budget für diese Entwicklung?
>Messwandler der Firma LEM. Hab inzwischen Datenblätter gefunden. Über Temperatur sind die auch nicht mehr innerhalb der 2% Limite, der Ausganstrom ist zudem AC >Analogoptokoppler Daran hab ich auch schon gedacht, habe aber Bedenken bezüglich Genauigkeit über Temperatur. >Trafo ist doch schon eine ganz gut Lösung. Der Trafo müsste sehr klein sein, (kleine Blindleistung im Leerlauf < 4VA) und die werden dann zu ungenau. (grosse Streuinduktivität, Temperaturdrift) >Da kam ein HCPL7800 zum Einsatz. Auch darauf bin ich schon gestossen, eventuell eine Lösung! >Wie hoch ist Ihr Budget für diese Entwicklung? Wir vergeben hierzu keinen Auftrag an Externe!
Je nachdem wie man das Ergebnis haben will, könnte man das Signal auf der Primärseite auch digitalisieren, dann für jede Periode den RMS Wert per µC berechnen und dann erst per Optokoppler als digitales Signal rüber schicken. Wenn es sein müsste könnte man auch je 1/2 Periode auswerten und dann nur den ggf. vorhandenen kleinen DC Anteil langsamer berücksichtigen. Für 2% Unsicherheit könnte auch schon ein 10 Bit oder gar 8 Bit AD ausreichen. Mit 1 VA könnte man da sogar noch ein Kondensatornetzteil für die Versorgung nehmen. So klein muss der Trafo nicht sein, um unter 4 VA zu bleiben. Da könnte man z.B. 2 Ringkerntrafos (z.B. 10 VA Nennleistung) primär in Reihe schalten. Wenn man einen bekommt, ggf. auf einen Trafo für Primär 400 V. Bei der geringen Spannung sollten sich die Nichtlinearitäten in Grenzen halten und selbst bei voller Spannung ist man noch weit unter 4VA, vermutlich sogar noch deutlich unter 1 VA. Bei der Reihenschaltung ist mit noch deutlich weniger (weniger als die Hälfte) Leerlaufstrom zu rechnen. Ein wesentlicher Temperatureinfluss ist auch nicht zu erwarten, denn das Spannungverhältniss ist einfach durch die Windungszahlen gegeben - der Kern hat im wesentlichen eine Einfluss auf den Strom. Das was der Trafo nicht so gut kann sind die hohen Frequenzanteile.
Peter S. schrieb: > RMS-Wert, mit einer 90% Rektionszeit von <100 ms Das ist ja letztlich ein modulierter Sinus mit der Frequenz 50 - x Hz. Kannst du da nicht einen Vorteiler (z.B. 1 : 10) und z.B. einen Tonfrequenzübertrager nehmen und den RMS auf der kalten Seite berechnen? Wenn's genau sein soll kann man ja noch Null- und eine Referenzspannung als Marker per Optokoppler übertragen.
>Je nachdem wie man das Ergebnis haben will, könnte man das Signal auf >der Primärseite auch digitalisieren, dann für jede Periode den RMS Wert >per µC berechnen... Zuverlässigkeit für >20 Jahre? Wie lange hält sich der FLASH-Inhalt bei industriellen Umgebungsbedingungen? Bei einem kleinen und überschaubaren SW-Projekt sind Fehler mit sorgfältiger Programierung weitgehend vermeidbar, trotzdem ist es sehr aufwändig, einen hieb- und stichfesten Sicherheitsnachweis zu erbringen! >Tonfrequenzübertrager Wären eigentlich gut geeignet, aber die fallen wegen der ungenügenden Isolation aus dem rennen. Ich prüfe nochmals die Lösung mit einem Netztrafo kleiner Leistung (Ringkern) oder dann halt doch was mit einem Voltage Transducer der Firma LEM: http://www.lem.com/docs/products/lv%2025-p%20sp2%20e.pdf
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