PWM Strommessung mit Shunt und OPV Problem

[Auf'm'Schlauch (Gast)]

Hi,

Ich stehe seit Stunden aufm Schlauch und finde das Problem mit meiner 
Schaltung (siehe Bild) einfach nicht.

Umgebung:

PWM 10kHz
nMos PSMN0R9
Shunt 0R24 (http://www.farnell.com/datasheets/622222.pdf)
Ipp = ca. 1A

Irgendwie verhält sich der Shunt nichtlinear. Ich messe die Spannung 
über den Shunt mit einem True-RMS Messgerät und sehe dabei folgende 
Sachverhalte:

25% Duty -> Ushunt = 15mV obwohl es 60mV sein müssten (1A*0,24*0,25)
50% Duty -> Ushunt = 60mV obwohl es 120mV sein müssten (1A*0,24*0,25)
75% Dury -> Ushunt = 180mV ...passt (1A*0,24*0,25)

Die PWM-Flanken an der Last sind sehr sauber, nicht irgendwie verzerrt 
oder sonst irgendwas. Habe auch schon den Shunt vergrößert (3x0R24) aber 
es komm genau zum gleichen Verhalten! Ich komme absolut nicht drauf, was 
die Ursache dafür sein könnte und erbitte daher eure Hilfe,

Besten Dank schonmal!

[Auf'm'Schlauch (Gast)]

PS: Simulation funktioniert ohne Probleme, nur die Realität sieht so 
verzerrt aus.

Die Ströme sind im übrigen korrekt! Also bei 25% Duty fließt auch 0,25A 
effektiv!

[Pd G. (pdg)]

Opamps an symmetrischer Versorgung?

[ArnoR (Gast)]

Auf'm'Schlauch schrieb:
> Die Ströme sind im übrigen korrekt! Also bei 25% Duty fließt auch 0,25A
> effektiv!

Nein. Dein Messgerät zeigt den Effektivwert an, deine Rechnungen aber 
den arithmetischen Mittelwert.

[Auf'm'Schlauch (Gast)]

Pd G. schrieb:
> Opamps an symmetrischer Versorgung?

GND bzw. +5V. Die OPVs funktionieren. Nur das EIngangssignal ist schon 
falsch.

Anbei noch einmal die Messungen mit dem Oszi.

Gelb = Potential über Mosfet nach Masse gemessen
Blau = Potential über Shunt nach Masse

Aktuell sind noch 3x0R24 in Reihe, daher 720mOhm. theoretisch müssten 
bei 1A Strom während des Duty Cycles doch 720mV über die Shunts 
abfallen....nur warum ändert sich dieser Wert mit steigendem Duty 
Cycle???

25% -> 200mV Spitze
50% -> 400mV Spitze
75% -> 600mV Spitze
scheint diesmal linear zu sein...aber warum?! Es müssten doch stets 
720mV über den Shunt abfallen, wenn 1A durch fließt...

[Udo S. (urschmitt)]

Was für eine reale Last hängt in deiner Schaltung?

[Auf'm'Schlauch (Gast)]

Eine Magnetpulverbremse. Laut Datenblatt und Messung genau 20 Ohm 
Spulenwiderstand. Induktivität nicht angegeben...

Verringerung der PWM Frequenz auf 1kHz hat nichts gebracht. Mich wundert 
halt, dass der Effektivstrom korrekt angezeigt wird und das Moment an 
der Bremse auch zu stimmen scheint.

[Udo S. (urschmitt)]

Auf'm'Schlauch schrieb:
> Eine Magnetpulverbremse. Laut Datenblatt und Messung genau 20 Ohm
> Spulenwiderstand.

Und woher weisst du das die sich wie ein ohmscher Widerstand verhält?
Spule heist Induktivitär, Bremse schliesst auf (Gegen)induktion, ...

[Auf'm'Schlauch (Gast)]

Ja aber irgendwie komme ich mathematisch auf keinen grünen Zweig mit den 
Messergebnissen.

Beispiel bei 50% DutyCycle:

gemessen über Shunt: 400mV -> entspräche Î = 0,56A (0,4V/0,72 Ohm)

Ieff = Î * sqrt(50/100) = 0,393A. Mein True-RMS Messgerät zeigt jedoch 
0,525A an. Ein zweites, anderes Messgerät bestätigt das. hää?

Gleiches gilt für die anderen DutyCycles...