Strommessung Differenzverstärker

[Marvin M. (marvin_94)]

Hallo,

ich habe eine Problem bei der angefügten Schaltung. Diese Schaltung 
stellt ein lineares Netzteil dar. Über einen DAC  werden die 
Transistoren Q1- Q4 angesteuert und verändern somit die Spannung.

Problemstellung:

Ich versuche über den Widerstand R12 den Spannungsabfall zu messen und 
dadurch den Strom zu bestimmen.

Um den Spannungsabfall zu messen, habe ich einen Differenzverstärker 
aufgebaut, allerdings bleibt die Ausgangsspannung des OPs konstant auf 
0.6V.

Folgende Operationsverstärker habe ich bis jetzt verwendet:
LM358N
LM358
LP324N

Hat jemand eine Idee, was an der Messschaltung für die Spannung falsch 
sein könnte?

Viele Grüße
Marvin

[Abdul K. (ehydra)]

Tausch mal die beiden Sense-Leitungen zu R12.

[ths (Gast)]

Schau mal nach der Linear Technology AN-105 "Current sense circuit 
collection".

[Achim S. (Gast)]

der Ausgang deines OPV muss den Strom sinken können, der über R15 
fließt. Wenn du dir Fig. 11 in diesem Datenblatt
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm158-n.pdf
anschaust, siehst du, dass der Ausgang bei Spannungen unter 0,7V nur 
noch sehr wenig Strom sinken kann. Ein "Lastwiderstand" vom Ausgang 
gegen Gnd, der den Strom durch R15 aufnimmt, würde dem LM358 helfen, 
niedrigere Spannungen zu erreichen.

[Thomas S. (thom45)]

Hallo Marvin,

Marvin M. schrieb:

> ich habe eine Problem bei der angefügten Schaltung. Diese Schaltung
> stellt ein lineares Netzteil dar. Über einen DAC  werden die
> Transistoren Q1- Q4 angesteuert und verändern somit die Spannung.

Mir ist schon einmal nicht klar, wie dieses lineare Netzteil 
funktioniert, weil eine Gegenkopplung vom Ausgang zu einem 
Regelverstärker-Eingang (U2A) erkenne ich nicht.

So wie diese Schaltung jetzt aussieht, passiert folgendes:

Wenn der Potischleifer R5, als der DAC wie Du das dort bezeichnest, 
hochgeht in Richtung 5 VDC, sinkt die Ausgangsspannung an der Last.

Die Ausgangsspannung von U2A ist wegen "R22/R21+1" dreimal so hoch wie 
U_DAC. Geht also bis maximal 15 VDC.

Bei 15 VDC beträgt der Basisstrom von Q5 etwa 1 mA. Der 
Leistungstransistor TIP31C für Q5 ist deutlich übertrieben. Ist aber 
jetzt grad egal. Auf jedenfall ist es so, je höher U_DAC ist um so 
grösser ist der Q5-Basis- und Q5-Kollektorstrom und um so grösser ist 
Spannung über R6.

Das bedeutet, die Q5-Kollektor/Emitter-Spannung sinkt und somit auch die 
Spannungen an den Basen und Emittern von Q1 bis Q4.

Schlussfolgerung: Die Spannung an der Last sinkt ebenfalls je höher der 
Wert von U_DAC ist und dazu kommt, dass die Spannung am Ausgang 
lastempfindlich ist, weil diese Spannung ja gar nicht geregelt ist.

Schlussfrage: Ist es genau das, was Du haben wirklich willst? **grübel**

Gruss
Thomas

[Marvin M. (marvin_94)]

Hallo,

erstmal vielen Dank für die Antworten.

@Achim S.

Den Ausgang zu belasten war ein guter Hinweis, was mich jetzt auch zum 
Ziel geführt hat! Die Strommessung funktioniert jetzt soweit.
Ich habe außerdem den OP mit +12V und -12V versorgt.

@ Thomas Schaerer

Genau wie du die Funktion der Schaltung erklärt hast, soll sie 
funktionieren. Diese Schaltung ist quasi invertiert, da bei anheben der 
DAC Spannung, die Spannung am Ausgang fällt.

Da ich die Leistungstransitoren (TIP31C) vorrätig hatte, wurde dieser 
auch für Q5 verwendet, was natürlich nicht nötig gewesen wäre.

Noch eine kleine Anmerkung zur Verwendung dieser Schaltung. Ich messe 
die Spannung und den Strom am Ausgang  durch einen ADC und ein Arduino 
(mit PI- Algorithmus) verdarbeitet diese Werte. Über den DAC verändere 
ich die Spannung Spannung im System.

[Achim S. (Gast)]

Marvin M. schrieb:
> Den Ausgang zu belasten war ein guter Hinweis, was mich jetzt auch zum
> Ziel geführt hat! Die Strommessung funktioniert jetzt soweit.

prima

Marvin M. schrieb:
> Ich habe außerdem den OP mit +12V und -12V versorgt.

ok, in dem Fall solltest du dir den "Belastungswiderstand" dann auch 
wieder sparen können. Der ist nur ein Notbehelf, wenn der Ausgang des 
LM358 nahe an die negative Versorgungs rankommen muss. Bei einer 
bipolaren Versorgung ist das nicht nötig, da ist der 
Belastungswiderstand überflüssig.