Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Pomiar prądu w szynie zasilania - jak zrealizować?

25 Apr 2017 17:32 645 10
  • Level 14  
    Witam, mam problem odnośnie pomiaru prądu w szynie zasilania. Chcę to zrobić z użyciem bocznika pomiarowego, op-amp w ruch, czy to w konfiguracji wzmacniacza różnicowego, czy w postaci wzmacniacza pomiarowego, na pewno odpadają rozwiązania z odwracającym i nieodwracającym, bo z tego co wiem, musiałbym uznać szynę zasilania jako masę dla zasilania op ampów, problem w tym ze posiadam jedynie jedno symetryczne wyprowadzenie z transformatora 2x 12V i starczy mi to tylko na jedną szynę, nie ma w ogóle miejsca w oknie transformatora na jakieś dowijanie uzwojeń.

    Czy wspomniane wzmacniacze różnicowe mają możliwość pracy z napięciem na szynie zasilania na której robimy pomiar przykładowo 100V, a być zasilane z całkowicie innego potencjału dużo poniżej tych 100V? Myslałem nad rozwiazaniem dodatkowych dzielników napięcia, ale jak sobie dłużej pomyślałem, że op amp w tej konfiguracji ma przecież 2 dzielniki i czy nie wystarczyłoby ich odpowiednio skonfigurować? Następnie napięcie z wyjścia takiego op-ampa wzmocniłbym drugim do odpowiedniego poziomu. Wiem offset'y itd, ale jest to do ustawienia.

    Dla wzmacniaczy instrumentalnych raczej trzeba dołożyć na wejściu dzielniki 10:1 aby mi ich nie uwaliło, zaraz po podłączeniu, a potem w układzie ustawić wzmocnienie =10 i otrzymam sygnał o poziomie mnie interesującym. Dobrze myślę?
  • Moderator of Designing
    W rozwiązaniu pomiaru w topologii różnicowej nadal musisz mieć szynę jako masę wzmacniaczy.
    http://home.agh.edu.pl/~maziarz/LabPE/img_wzmacniacz/wzm18_roznicowy.gif

    Tak jak na tym schemacie, U1 i U2 jest względem masy całego wzmacniacza.

    Do mniej inwazyjnych metod pomiaru polecam czujniki halla (hallotrony) oraz przekładniki prądowe (jeśli przebieg prądu jest sinusem).
  • Level 14  
    A jeśli R1 oraz R3 = 100k a R2 i R4 = 10k i wtedy napięcie wyjściowe będzie ok 10 krotnie mniejsze niz napiecie różnicowe na zaciskach rezystorów? A napięcie na zaciskach op amp'a ok. 11 krotnie mniejsze? :S Wtedy będzie miód malina, bo na wzmak wytrzyma 9-10V na wejściach. Jak nie to pomyśle nad wzmacniaczem instrumentalnym i dzielnikach na wejściach, będzie podobny efekt jw, ale będe mógł zrekompensować tłumienie dzielnika wzmocnieniem takiego wzmacniacza, w sumie to mi zrealizuje więcej funkcji na raz, ale teoretycznie to sa 3 wzmacniacze operacyjne, a wyżej 2, nie gra roli ilość wzmacniaczy, najważniejsze znaleźć odpowiednie. xD Ogólnie to nie chce używać specjalizowanych układów do tego.
  • Helpful post
    Level 43  
    Quote:
    Wtedy będzie miód malina, bo na wzmak wytrzyma 9-10V na wejściach
    Pewnie nawet więcej, ale osłabiając sygnał na początku będziesz miał większe problemy z offsetem i CMRR. Więc potrzeba bardzo precyzyjnych elementów (szczególnie R) albo mozna kupić gotowy http://www.analog.com/en/products/amplifiers/...erence-amplifiers/ad628.html#product-overview

    Dodając dodatkowe rezystory mozna zwiększyć zakres napięć wejściowych bez osłabiania sygnału:
    http://www.analog.com/en/products/amplifiers/...sense-amplifiers/ad8216.html#product-overview
    http://www.linear.com/product/LT1990

    Są też inne sposoby pomiaru prądu, zaletą poniższego układu są mniejsze wymagania na dokładność rezystorów przy takiej samej dokładności całego układu
    Pomiar prądu w szynie zasilania - jak zrealizować?
  • Level 14  
    Prototypowo spróbuję swoich rozwiązań, chociaż może pominę to z wzmacniaczem różnicowym. Sam mam wątpliwości co do tego różnicowego, dużo ustawiania precyzyjnego, trochę mniej będzie w pomiarowym, dam znać czy ma to sens. Narazie dzięki za pomoc.
  • Level 39  
    Witam,
    raczej nie ma sensu wyważać otwartych drzwi i budować "na piechotę", tworząc sobie niepotrzebnie problemy, na przykład z niezwykle trudną do uzyskania dużą wartością CMRR.
    Jak wspominali poprzednicy, należy użyć układu z czujnikiem Halla albo specjalizowanego rozwiązania, na przykład:
    http://www.ti.com/lsds/ti/amplifiers/current-...ifiers/current-sense-amplifiers-overview.page
    Linear i Analog też produkują takie układy.
    Jeżeli napięcie szyny zasilania jest bardzo duże, do "zdejmowania" napięcia z opornika należy użyć jakiegoś "difference amplifier" o dostatecznie dużym dopuszczalnym napięciu wspólnym.

    Pozdrawiam
  • Level 14  
    Nie wiem czy zauważyłeś, ale koszt takich układów to nie małe pieniądze. A wzmacniacze różnicowe o których wspomniałeś, to tak jak kolega wyżej podesłał AD628. identycznie jak mój pomysł, a do tego... większość takich wzmacniaczy różnicowych ma w sobie dzielniki napięcia? Raczej wątpię, że produkują takie struktury bez dzielników, raczej produkują do jakiś 50-60V bez większych udziwnień, może jeszcze więcej do wzmacniaczy audio, do takich standardowych zastosowań 60v zasilania i napięcia wyjściowego też wystarcza, ale też kosztuje. Wspomniałem, że chcę zbudować bez żadnych specjalizowanych układów, czyli w skrócie używając np. popularnego OP07, chociaż nie wiem, czy jest w nim sens regulacji offsetu, bo ma takie małe, że jak tylko podłączę się czymś do tych nóg to tylko pogorszę sprawę. Liczę sie z spadkiem dokładności takiego pomiaru, ale nie szkodzi mnie to w realizacji tego, do dosyć prostych i budżetowych zastosowań, a co najważniejsze liczę się z kosztami, gdzie np w cenie 1 specjalizowanego układu op-ampa można mieć 10 lub więcej, układów do pomiaru zbudowanych z popularnych tanich elementów, mających równie dobre parametry.
  • Moderator of Designing
    Ogólnie rzecz jest taka, płacisz więcej za dedykowany wzmacniacz, ale nie masz bardzo małe problemy z jego uruchomieniem, bo twórcy rozwiązali większość problemów i wsadzili do jednego układu scalonego.
    Rozwiązania własne to zazwyczaj kilkanaście tygodni jak nie kilka miesięcy walki i nauki na błędach a w dodatku są duże i gorszej jakości.
    Co do ceny, to już zależy jak bardzo cenisz sobie swój czas. Ja wolałem wydać trochę kasy na przekładnik LEM i zbudować pomiar prądu w tydzień i zabrać się za kolejne rzeczy.
  • Level 14  
    Nie porównuj mnie do siebie, problem w tym, że ja siebie w ogole nie cenie, nie mówiąc o czasie, dla mnie najważniejsze jest uzyskanie odpowiedniego celu w sposób jaki to widze, przez co czasem stosuje dziwne rozwiązania.
  • Level 39  
    srajponiec wrote:
    Nie wiem czy zauważyłeś, ale koszt takich układów to nie małe pieniądze. A wzmacniacze różnicowe o których wspomniałeś, to tak jak kolega wyżej podesłał AD628. identycznie jak mój pomysł, a do tego... większość takich wzmacniaczy różnicowych ma w sobie dzielniki napięcia? Raczej wątpię, że produkują takie struktury bez dzielników, raczej produkują do jakiś 50-60V bez większych udziwnień, może jeszcze więcej do wzmacniaczy audio, do takich standardowych zastosowań 60v zasilania i napięcia wyjściowego też wystarcza, ale też kosztuje. Wspomniałem, że chcę zbudować bez żadnych specjalizowanych układów, czyli w skrócie używając np. popularnego OP07, chociaż nie wiem, czy jest w nim sens regulacji offsetu, bo ma takie małe, że jak tylko podłączę się czymś do tych nóg to tylko pogorszę sprawę. Liczę sie z spadkiem dokładności takiego pomiaru, ale nie szkodzi mnie to w realizacji tego, do dosyć prostych i budżetowych zastosowań, a co najważniejsze liczę się z kosztami, gdzie np w cenie 1 specjalizowanego układu op-ampa można mieć 10 lub więcej, układów do pomiaru zbudowanych z popularnych tanich elementów, mających równie dobre parametry.

    Otóż nic właśnie.
    Na przykład, żeby uzyskać dostatecznie dużą wartość CMRR musisz zastosować w dzielniku oporniki o niezwykle wyśrubowanych tolerancjach, spróbuj policzyć, sam się przekonasz. Takie oporniki albo w ogóle nie są dostępne, albo kosztują bajońskie sumy, znacznie więcej niż gotowy specjalistyczny układ. Producenci tych układów stosują różne cwane chwyty, na przykład przycinanie laserowe, żeby uzyskać odpowiednie parametry.
    Oczywiście, że cienki CMRR może Ci nie przeszkadzać, po prostu układ sobie skalibrujesz. Może jednak mocno przeszkadzać, jeżeli okaże się, że wpływ napięcia wspólnego jest na przykład pięć razy większy niż mierzone napięcie różnicowe, układ "wychodzi poza skalę", co wtedy ?
    Te układy nie są produkowane dla draki, w rzeczywistości rozwiązują wiele problemów, których "na piechotę" nie da się rozwiązać w ogóle, albo jest to niezwykle trudne.
  • Level 43  
    Weźmy przykład z pierwszego postu, na szynie 100V, załóżmy że dasz rezystory precyzyjne 0,1% bo takie są łatwo dostępne. 0,1% w stopniu podziału jednego z dzielników przełoży się na 100mV offsetu w przeliczeniu na napięcie z bocznika - sporo jak na takie dokładne rezystory.

    Kupowanie scalonych wzmacniaczy pomiarowych ma sens nie z powodu elementów aktywnych jakie są w środku, ale z powodu rezystorów, tak precyzyjnych dzielników (korygowanych do pojedynczych ppm) za tak niską cenę jak cały wzmacniacz nie dostaniesz.

    Jeśli chcesz robić samemu to podałem przykład układu którego CMRR nie zależy od rezystorów, ale chyba został olany.