Hallo Leute! Erstmal ein frohes neues Jahr euch allen! Ich benötige mal etwas Hilfe bei meinem Schaltplan. Ich möchte eine elektronische Last bauen, die stufenlos einstellbar ist. Gesteuert werden soll das ganze von einem uC, der mittels PWM den Strom einstellt. Ich habe meinen Schaltplan angehängt. An den Bananenbuchsen wird die Quelle angeschlossen, diese wird mit einem FET belastet, der durch die PWM entsprechend auf- und zugesteuert wird. Prinzipiell sollte das ganze so funktionieren, denke ich. Dennoch habe ich ein kleines Problem, bzw. meine ich, es zu haben. Dieses ist folgendes: Die OPs haben ja Offsetspannungen (ich werde den LM358 verwenden). Bei der Spannungsmessung, welche über R10/R11 geschieht, ist die Offsetspannung egal, da mir eine Genauigkeit im einstelligen Nachkommabereich genügt. Es geht um die Stromregelung. Nehmen wir mal an, der OP N1G$4 (sorry für den blöden Namen, habe ihn nicht umbenannt) hat eine positive Offsetspannung - dann würde er bei einem Eingangssignal von 0V trotzdem den Ausgang aufsteuern, sodass ein Strom fließt, bis die Spannungsgleichheit an seinen Eingängen wieder hergestellt ist. Demzufolge wäre eine Regelung auf 0mA nicht möglich. Ich müsste den Eingang also theoretisch negativ vorspannen, damit er den FET definitiv zu lässt und auch kein Strom fließt. Soweit meine Theorie. Wie kann ich es schaltungstechnisch am besten lösen, sodass ich auch auf 0mA komme? Kann mir da jemand einen Rat geben? Ich würde gerne nur mit einer positiven Spannungsversorgung auskommen. Also könnte man ggf. alternativ den negativen Eingang positiv vorspannen, aber da weiß ich gerade nicht, wie ich das gescheit anstelle. Ich würde mich freuen, wenn mir jemand da ein wenig helfen könnte. Vielen Dank im Voraus! Frank
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Frank schrieb: > Wie kann ich es schaltungstechnisch am besten lösen, sodass ich auch auf > 0mA komme? Serienwiderstand vom Shunt nach N1G$2 PIN 5 + Pull-Up an Prozessor-Versorgung an Pin 5. Gruß Anja
Vielleicht noch ein Nachtrag, der nicht ganz uninteressant ist: Den Strom möchte ich mit 1mA-Auflösung regeln können. Der Shunt hat 0,1R. Bei 1mA würden da also gerade mal 100µV abfallen, was weit unter der Offsetspannung der OPs liegt.
Hallo Anja und schonmal danke für deine Rückmeldung! Anja schrieb: > Serienwiderstand vom Shunt nach N1G$2 PIN 5 + Pull-Up an > Prozessor-Versorgung an Pin 5. Das verstehe ich grad ersmtal nicht. Wenn ich einen Serienwiderstand zwischen Shunt und positiven Eingang des OPs lege, passiert ja erstmal nichts, soweit OK. Aber wenn ich jetzt noch einen Widerstand vom positiven Eingang nach Versorgung lege, dann liegt sein potential doch dauerhaft auf dem Versorgungspotential. Oder was verstehe ich grad nicht? Gruß, Frank
@ Frank (Gast) >elektronische Last bauen, die stufenlos einstellbar ist. Gesteuert >werden soll das ganze von einem uC, der mittels PWM den Strom einstellt. Deine PWM ist nicht stufenlos. >Ich habe meinen Schaltplan angehängt. Es fehlt die Frequenzgangkompensation, siehe http://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle#Konstantstromquelle_mit_Operationsverst.C3.A4rker_und_Transistor N1$G2 braucht man nicht. >An den Bananenbuchsen wird die Quelle angeschlossen, diese wird mit >einem FET belastet, der durch die PWM entsprechend auf- und zugesteuert >wird. Ja was denn nun? PWM oder Linearbetrieb? Deine Schaltung macht Linearbetrieb, denn die PWM wird gefiltert und ergibt danach den Sollwert des Regler-OPVs. >folgendes: Die OPs haben ja Offsetspannungen (ich werde den LM358 >verwenden). Die HighTec Waffe schlechthin ;-) Es wurden in den letzen 40 Jahren durchaus bessere, BEZAHLBARE OPVs hergestellt. >hergestellt ist. Demzufolge wäre eine Regelung auf 0mA nicht möglich. Sieht so aus. >Den Strom möchte ich mit 1mA-Auflösung regeln können. Der Shunt hat >0,1R. Bei 1mA würden da also gerade mal 100µV abfallen, was weit unter >der Offsetspannung der OPs liegt. Ja und? Ist nur ein Offset, der beeinflußt die Auflösuung nicht, bestenfalls wie du schon gemerkt hast den Minimalwert.
@ Frank (Gast) >Das verstehe ich grad ersmtal nicht. Wenn ich einen Serienwiderstand >zwischen Shunt und positiven Eingang des OPs lege, passiert ja erstmal >nichts, soweit OK. Richtig. > Aber wenn ich jetzt noch einen Widerstand vom >positiven Eingang nach Versorgung lege, dann liegt sein potential doch >dauerhaft auf dem Versorgungspotential. Nö. Der Widerstand muss logischerweise SEHR hochohmig sein, so Faktor 100 größer als dein Serienwiderstand. Damit zieht er die 0mA Schwelle nur um 1% hoch.
Hi Falk! Falk Brunner schrieb: > Deine PWM ist nicht stufenlos. Das ist klar. Es ist eine 16Bit-PWM, die Auflösung reicht. Falk Brunner schrieb: > Es fehlt die Frequenzgangkompensation OK. Falk Brunner schrieb: > N1$G2 braucht man nicht. Hast Recht! Den würde ich höchstens brauchen, um die Spannung am Shunt (maximal 1V bei 10A) soweit zu verstärken, dass ich an meine PWM-Spannung von 3V rankomme. Also da noch zwei Widerstände hin. Falk Brunner schrieb: > Ja was denn nun? PWM oder Linearbetrieb? Linearbetrieb! Mit Quelle meine ich halt die Quelle, die belastet wird. Ein Akku, oder eben ein anderes Teil, das belastet werden soll. Falk Brunner schrieb: > Die HighTec Waffe schlechthin ;-) Klar, der is alt, aber tut ja seinen Dienst und ist überall verfügbar. Klar gibt es bessere. Aber an dieser Stelle mal direkt: Eine Eingangsspannung von 100µV über der unteren Versorgung von 0V ist eh nicht praktikabel, oder täusche ich mich? Also doch ne negative Versorgung? Falk Brunner schrieb: > Ja und? Ist nur ein Offset, der beeinflußt die Auflösuung nicht, > bestenfalls wie du schon gemerkt hast den Minimalwert. Die Auflösung nicht, nee, aber klar den Minimalwert, das ist ja das Problem. Ich will auf 0mA... Falk Brunner schrieb: > Nö. Der Widerstand muss logischerweise SEHR hochohmig sein, so Faktor > 100 größer als dein Serienwiderstand. Damit zieht er die 0mA Schwelle > nur um 1% hoch. OK! Nehmen wir mal an, ich baue mir eine negative Versorgung dazu. Würde das das ganze vereinfachen? Gruß, Frank
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Es gibt auch OPAmps mit Offset-Abgleichs-Eingängen. Da gehört dann ein Poti dran, mit dem man den Offset zu Null abgleichen kann.
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Frank schrieb: > Hast Recht! Den würde ich höchstens brauchen, um die Spannung am Shunt > (maximal 1V bei 10A) soweit zu verstärken, dass ich an meine > PWM-Spannung von 3V rankomme. Also da noch zwei Widerstände hin. So, habe mal den Schaltplan geändert. Thomas R. schrieb: > Es gibt auch OPAmps mit Offset-Abgleichs-Eingängen. Das stimmt, aber das ist dann immer ein OPAMP alleine in einem Gehäuse. Wenn es nicht anders geht, dann halt so, aber gibt es noch andere Schaltungsmöglichkeiten? Wenn das mit den Widerständen wie von Anja beschrieben geht, wäre ja schon OK.
@ Frank (Gast) >Das ist klar. Es ist eine 16Bit-PWM, die Auflösung reicht. Jaja, mal wieder ne Super-Duper Schaltung! Wenn deine 16 Bit PWM 150 Hz hat, kommt bei dem Filter immer noch mehr Ripple durch als es von der Auflösung her sinnvoll wäre. Sprich, deine 10k/10uf machen ca. 1,5 Hz Grenzfrequenz, Pi mal Daumen macht ein Filter 2. Ordung dann bei 150 Hz nur die 80dB, sprich 10.000 fache Dämpfung. Du bräuchtest aber mind. die 65.000 fache. Vor Randeffekten mal zu schweigen. >Klar gibt es bessere. Aber an dieser Stelle mal direkt: Eine >Eingangsspannung von 100µV über der unteren Versorgung von 0V ist eh >nicht praktikabel, oder täusche ich mich? Du täuschst dich. > Also doch ne negative Versorgung? Das ist der einfachere Weg. >OK! Nehmen wir mal an, ich baue mir eine negative Versorgung dazu. Würde >das das ganze vereinfachen? Das 0 mA Problem nicht.
Hallo Falk. Falk Brunner schrieb: > Jaja, mal wieder ne Super-Duper Schaltung! Nein, mit Sicherheit nicht, denn dann hätte ich keine Fragen ;-( Ich zeige das ja extra hier, damit ich Hilfe bekomme. Kannst du mir sinnvolle Werte nennen, damit das ganze auch gut funktioniert? Falk Brunner schrieb: > Das ist der einfachere Weg. Wofür genau, wenn ich mein Problem damit nicht in den Griff bekomme? Höchstens, damit der OP so kleine Eingangssignale über 0V verarbeiten kann, oder nicht? Gruß, Frank
Falk Brunner schrieb: > Wenn deine 16 Bit PWM 150 Hz > hat Den uC wollte ich mit 8, oder gar 16MHz betreiben, die PWM ist Hardware-PWM, also könnte sie mit dem vollen Takt laufen.
>Den uC wollte ich mit 8, oder gar 16MHz betreiben, die PWM ist >Hardware-PWM, also könnte sie mit dem vollen Takt laufen. Das ergibt 122Hz bei 8, und 244Hz bei 16MHz.
@ Frank (Gast) >zeige das ja extra hier, damit ich Hilfe bekomme. Kannst du mir >sinnvolle Werte nennen, damit das ganze auch gut funktioniert? Deine Werte sind soweit OK, aber dur wirst merken, dass viel mehr als 12 Bit PWM nicht wirklich was bringt. >> Das ist der einfachere Weg. >Wofür genau, wenn ich mein Problem damit nicht in den Griff bekomme? >Höchstens, damit der OP so kleine Eingangssignale über 0V verarbeiten >kann, oder nicht? Ja, genau dafür. Deine letzte Korrektur war falsch. Der Serienwiderstand muss zwischen Shunt und N1G$2, an dessen Eingang muss dann auch der Pull-Up gegen VCC. R24 ist vollkommen sinnlos.
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