Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak oszacowac pobór prądu przez opamp?

narasta 14 Lut 2012 07:20 2374 14
  • #1 14 Lut 2012 07:20
    narasta
    Poziom 21  

    Taki oto schemat:

    Jak oszacowac pobór prądu przez opamp?

    Na górnym wejściu sygnały 3,5 Vrms na dole 230 Vrms (za transformatorem 12 Vrms)

    Zastanawiam się czy wystarczy dla ujemnego napięcia jeden inwerter np ICL7660.

    Na razie jestem na etapie symulacji wychodzi na to, że nawet przy napięciu -3V wzmacniacze zdołają przetwarzać maksymalne wartości -

    Według noty katalogowej ICL7660 przy zasilaniu z 5V dając na wyjściu -5V dla obciążenia 20mA ma -4V a dla 40mA dopiero -3V, więc TEORETYCZNIE można go obciążyć do 40mA.

    Dzięki z góry z pomoc.

    0 14
  • #2 14 Lut 2012 08:10
    joozwa
    Poziom 31  

    Pobór prądu z ujemnej gałęzi zasilania zależy przede wszystkim od prądu, jakim obciążone jest wyjście opampów, zwłaszcza w sytuacji gdy prąd "wpływa" do wejścia. Jeśli obciążeniem są wejścia układów cyfrowych, pływające piny mikrokontrolerów, to poborem bym się nie przejmował. Możesz zrobić nawet -5V na tym inwerterze. Zapas i tak będzie duży.
    Pozdrawiam

    0
  • #3 14 Lut 2012 17:56
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    A nie możesz się pozbyć tych dwóch wzmacniaczy które pracują z napięciami poniżej zera?
    Przecież ich "wzmocnienia" są tylko 0,42 i 0,12, jeśli dasz radę bez odwracania fazy, to wystarczą dzielniki rezystorowe.
    Pozostałe (wtórniki) mogą pracować bez napięcia ujemnego.

    0
  • #4 14 Lut 2012 22:07
    narasta
    Poziom 21  

    To ma być ogólnie system do pomiaru truerms z przekładnika prądowego i napięcia z transformatora. Najchętniej to bym się pozbył tych odwracających bo wtedy nie musiałbym robić ujemnego zasilania. Układ nie ma być energooszczędny tylko dokładny i pewny (wiem wiem LM324 to nie jakaś rewelacja ale przy 10bit ADC wystarczy).

    Jak najlepiej i z spora impedancją wejściową przeskalować sygnały i je przesunąć offsetem na 0-2,56V? Są jakieś prostsze rozwiązania czy lepiej zostawić tak jak jest?

    0
  • #5 15 Lut 2012 17:36
    Jarik
    Specjalista Automatyk

    Wydaje mi się że jeżeli chcesz mieć układ dokładny to chyba zrobić układ prostownika na WO i dopiero ten sygnał wykorzystać do obliczenia TRMS. Każda zmiana offsetu będzie miała wpływ na wynik pomiaru.

    0
  • #6 15 Lut 2012 19:35
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    -> Jarik ponieważ przez transformator składowa stała nie przejdzie, więc jeśli jakikolwiek offset jest, należy go usunąć programowo.

    -> narasta Da się zrobić dzielnik dwóch napięć (mierzone i offset) łącząc trzy rezystory, a później policzyć choćby z zasady superpozycji.

    Tutaj da się prościej, wystarczy drugi koniec transformatora i przekładnika podłączyć do napięcia 1,28V - sztuczna masa na połowie zakresu ADC.
    Offset możesz usunąć programowo licząc średnią z ADC, albo wykorzystać wejście różnicowe ADC i podłączając jeden z kanałów ADC do tej sztucznej masy.
    Mając sygnały względem tej sztucznej masy, możesz już używać WO zasilanych niesymetrycznie, ale nadal kilku można się pozbyć.

    Sygnał z transformatora dzielisz dzielnikiem i podajesz na wejście ADC (z drugiej strony sztuczna masa), ale uwaga: transformator sieciowy jest kiepskim przekładnikiem napięciowym, bo pracuje przy indukcji bliskiej nasycenia, gdzie jest bardzo nieliniowy, prąd po stronie pierwotnej nie jest sinusoidalny, a to powoduje spadki napięcia, na rezystancji uzwojenia pierwotnego i pośrednio odkształca napięcie wtórne (tym bardziej, im większa rezystancja uzwojenia pierwotnego i bardziej "wyżyłowany" transformator). Widziałem gdzieś rozwiązanie z dwoma transformatorami sieciowymi połączonymi szeregowo (i pierwotne i wtórne) - trochę bardziej liniowe, (poczytaj sobie jak są projektowane przekładniki napięciowe).

    Dzielenie napięcia z przekładnika prądowego?- marnotrawstwo. Lepiej go obciążyć mniejszym rezystorem, przekładnik to transformator pracujący w stanie zwarcia i ma tym gorsze parametry, im wyższe napięcie musi wytworzyć na wtórnym.

    Przydał by się filtr antyaliasingowy.

    Mała rezystancja wyjściowa obciążonego przekładnika - prawdopodobnie nie będziesz potrzebował bufora.

    Dzielnik do transformatora możesz dać z rezystorów kilka-kilkanaście kΩ jeśli wejście Atmegi ma 100MΩ to i tu bufor nie jest niezbędny.

    Poszukaj not aplikacyjnych układów do pomiaru energii, np Analog Devices (ADE77..) jest tam wiele praktycznych informacji o takich pomiarach.

    0
  • #7 17 Lut 2012 13:03
    Mariusz Ch.
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Witam.

    narasta napisał:
    To ma być ogólnie system do pomiaru truerms

    Zapytam z ciekawości: Na serio True RMS ma być liczona mikrokontrolerem?


    Pzdr.

    0
  • #8 17 Lut 2012 14:04
    narasta
    Poziom 21  

    A dlaczego miałaby nie być? I tak potrzebuję wysłać to cyfrowo po magistrali a działający program już mam (napisany w C i działąjacy w symulatorze)

    Rozumiem, że chodzi Ci o to, żeby liczyć analogowo i już zmierzona wartość ew podac an ADC uP, ale - potrzebuje za jakiś czas zmigrować projekt na ARMa i będę musiał zapamiętać i tak wszystkie próbki żeby wysłać je nieprzetworzone na magistrale.

    Nie rozumiem w czym jest problem, żeby było to liczone na uP - po pierwsza takie rozwiązanie jest TANIE (przynajmniej dla AVRów) po drugie DSP nie jest w niczym gorsze od opcji analogowej. :)

    0
  • #9 17 Lut 2012 18:10
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Ciekaw jestem z jaką częstotliwością próbkowania pracujesz, do pomiaru prądu potrzeba względnie dużej.
    Jeśli będziesz tym mierzył prąd urządzeń podłączonych do sieci energetycznej to spodziewaj się przebiegów bardzo odbiegających od sinusoidy.

    Jedyny problem to szybkość, wyrabiasz się w czasie z podnoszeniem do kwadratu i pierwiastkowaniem? Czy użyłeś tablic?.

    Jeśli dasz radę to policzyć to możesz zrobić to dokładniej niż analogowo, więc warto.

    Zamierzasz mierzyć tylko prąd i napięcie czy również moc?

    0
  • #10 17 Lut 2012 19:04
    narasta
    Poziom 21  

    Częstotliwość udało mi się maks 1500 Hz.

    Przecież napisałem, że program liczy truerms, a nie rms wiec nie ma znaczenia jaki przebieg będzie miał kształt.

    Przecież on to tylko podnosi do kwadratu z f = 1,5kHz. Sygnał pierwiastkujesz dopiero na końcu gdy mamy ustaloną liczbę próbek (ja ustaliłem na 1000).

    Najlepsze jest to, że obliczenia są wykonywane na double'ach a mimo to ogarnia czasowo to :P Oczywiście będę musiał przejść na int bo przecież doubli nie będę wysyłał przez rsa.

    Mam zamiar mierzyć zarówno prą jak i napięcie. Moc czynna będzie iloczynem Vrms i Irms. Moc będzie liczona jednak dopiero w urządzeniu odbiorczym - nie chce obciążać magistrali zbędnymi danymi. Nie wiem jeszcze skad oblicze cosfi :P

    Jedynym problemem jest to, że obliczenia zabierają ponad 90% czasu procesora więc już ciężko będzie coś więcej zrobić (czyt obsługiwać transmisję danych). Wiec albo zejdę z f DSP albo da mi względnie dużo powrót na inty.

    Nie wiem czemu, ale jak operowałem an intach (mapowanych na uint64_t) to mi się wykrzaczał i wpisywał śmieci do zmiennych. Ale to już jest inna kwestia i to czysto programowa.

    Jarik - najpierw dowiedz się jak się liczy trms a potem się wypowiadaj - zmiana offsetu nie ma znaczenia dopóty sygnał jest całkowany/sumowany (oczywiście dopóki offset nie przekroczy Vref co jest niemożliwe) Nie wyobrażam sobie żadnej dodatkowej składowej stałej poza Vref (zrobie tak jak ktoś radził czyli jedna stronę przekładnika/trafa podepnę do vref w celu przesunięcia i ominięcia ujemnego zasilania.

    P.S. Będę musiał coś więcej się dowiedzieć na temat tych przekładników napięciowych i ich różnicy względem zwykłego trafa. Jak rozumiem, jest to trafo pracujące w trybie jałowym (albo bliskiemu jałowemu)- teoretycznie proste do realizacji na prostym układzie op-ampa z bardzo dużą impedancją wejściową.

    0
  • #11 17 Lut 2012 21:57
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    truerms a nie rms

    Root Mean Square nazwa mówi sama za siebie, jak dla mnie, niema wersji z "true" lub bez.

    Cytat:
    Najlepsze jest to, że obliczenia są wykonywane na double'ach a mimo to ogarnia czasowo to Razz Oczywiście będę musiał przejść na int bo przecież doubli nie będę wysyłał przez rsa.

    Na int'ach policzysz o rząd wielkości szybciej. Zbyt pesymistycznie oceniłem szybkość AVR'ów, to przez to że w ostatnim projekcie dołożyłem filtr cyfrowy - dopóki nie będziesz chciał filtrować, to Ci starczy mocy obliczeniowej :).

    Cytat:

    zmiana offsetu nie ma znaczenia dopóty sygnał jest całkowany/sumowany

    Niestety ma bo całkujesz po potęgowaniu, offset trzeba usunąć, ale nie jest to kłopotliwe.

    Cytat:
    Mam zamiar mierzyć zarówno prą jak i napięcie. Moc czynna będzie iloczynem Vrms i Irms. Moc będzie liczona jednak dopiero w urządzeniu odbiorczym - nie chce obciążać magistrali zbędnymi danymi. Nie wiem jeszcze skad oblicze cosfi Razz

    No i tu się sprawa trochę komplikuje, to co napisałeś to moc pozorna, moc czynną liczy się z iloczynu wartości chwilowych prądu i napięcia (tu również uwaga na offset i błędy przesunięcia fazy - przesunięcia fazy transformatora i przekładnika będą się różniły i to musisz uwzględnić).
    A mnożenie mocy pozornej przez cosfi ma sens tylko przebiegów sinusoidalnych.

    Zastosować transformator jako przekładnik napięciowy da się, ale trzeba mieć świadomość gdzie szukać źródeł błędów i znaleźć w miarę porządny, albo połączyć dwa.
    Różni "biznesmeni" potrafią zrobić bardzo kiepskie transformatory, tnąc koszty produkcji, taki "zaoszczędzony" transformator ma dużą rezystancję pierwotnego i pracuje przy dużej indukcji - trzeba wiedzieć jaki to ma wpływ na dokładność pomiaru.
    Najgorsze są transformatory małej mocy.

    0
  • #12 17 Lut 2012 21:59
    Quarz
    Poziom 43  

    narasta napisał:
    [ ... ]

    Mam zamiar mierzyć zarówno prą jak i napięcie. Moc czynna będzie iloczynem Vrms i Irms. Moc będzie liczona jednak dopiero w urządzeniu odbiorczym - nie chce obciążać magistrali zbędnymi danymi. Nie wiem jeszcze skad oblicze cosfi :P
    Porażające "rewelacje", a świadczące tylko o tym, iż piszący powyższe słowa ma mniej jak mierne pojęcie o pomiarach - za pomocą Technik Cyfrowych - mocy czynnej pobieranej przez jednofazowy odbiornik (dwójnik) z sieci energetycznej napięcia przemiennego.

    Post/temat Twój łamie regulamin tego forum i będę go raportował, a właściwe jego miejsce jest w koszu.

    0
  • #13 17 Lut 2012 23:32
    narasta
    Poziom 21  

    No z tą mocą to racja - źle najwidoczniej doczytałem jak dziś szukałem.

    Sprawa któa przychodzi mi na myśl apropo's przesunięcia fazowego, to dwa układy wykrywania przejścia przez zero. i wyliczenie licznikiem czasu od jednego do drugiego względem czasu całego okresu (jest to do zrobienia)

    Chodzi mi o moc czynną czyli o to którą liczy licznik.

    0
  • #14 17 Lut 2012 23:54
    Quarz
    Poziom 43  

    narasta napisał:
    No z tą mocą to racja - źle najwidoczniej doczytałem jak dziś szukałem.

    Sprawa która przychodzi mi na myśl [apropo's]à propos przesunięcia fazowego, to dwa układy wykrywania przejścia przez zero[.] i wyliczenie licznikiem czasu od jednego do drugiego względem czasu całego okresu (jest to do zrobienia).

    Chodzi mi o moc czynną, czyli o to[o]ą którą liczy licznik.
    Brednie ... kłania się nisko - aż do "gleby" - definicja mocy czynnej, jako wartość średnia za okres dla przebiegów okresowych.

    0
  • #15 22 Lut 2012 15:41
    prezeswal
    VIP Zasłużony dla elektroda

    narasta napisał:

    Jak oszacowac pobór prądu przez opamp?
    czy wystarczy dla ujemnego napięcia jeden inwerter np ICL7660.


    Odpowiedzi zostały udzielone. Dalsza dyskusja - to całkiem inny temat.
    Zamykam.

    0