Guten Tag, ich habe einen PWM Current Sense IC, das mir eine Spannung analog zum Phasenstrom (einer Motorbrücke) herausgibt. Mein Problem: Der nachfolgende ADC mag keine Eingangsspannung über 5V. Wie man im Anhang sieht (obiges Diagramm) gibt es Spitzen bis 6V, mit LCR-Filter (L 10uH, R 10kOhm und ELko 10uF) gibt es Spannungsspitzen bis 5,4V. Bei selbst sehr kurzen Impulsen über 5V geht der ADC sofort in den Protected Mode und schaltet ab. Ich habe es mit einer 4,7V Z-Diode probiert, aber die spricht nicht schnell genug an. Hat jemand eine Idee, wie ich die Spannung hart auf 5V begrenzen kann, und zwar sehr schnell? Die Impulse sind im < 1 µs Bereich. Obiges Diagramm ist vor, unteres nach dem LCR-Filter.
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Martin S. schrieb: > Der nachfolgende ADC mag keine Eingangsspannung über 5V. Magst Du den ADC auch mal nennen? Oftmals kann man die Referenz auch unter die VCC setzen und dann ist Übersteuerung zulässig.
Peter der Kleine schrieb: > aber doch nicht über 5,3v? Du musst natürlich auch das Eingangssignal herunterteilen. Geht auch so: einfach auf 0.8 teilen, dann liegen bei 6V noch 4.8V an. nachher wieder mit 1.25 multiplizieren.
Was meinst du mit Eingangsspannung soll das die Versorgungsspannung des ADC sein oder das Analoge Signal vom Stromsensor? Was für einen Verbraucher schaltest du per PWM ich vermute das dieser ohne Freilaufdiode läuft und dir überall reinspuckt. Du könntest dem ADC aber auch einen eigenen Spannungsregler mit vorgeschaltetem LC-Filter spendieren damit dieser sauber versorgt wird. Ändern sich diese Impulse wenn du die PWM Frequenz veränderst?
Der ADC sollte auch einen Eingangstiefpaß bekommen, eventuell reicht der dann auch für die unerwünschten Transienten.
Der Shunt Monitor ist ein INA253A3 (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina253.pdf), der ADC ein MAX11616 (https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/data-converters/analog-to-digital-converters/MAX11616.html) mit 4,096V (ref). Gemessen wird ein Phasenstrom von 7,5A (* 400mV/A) -> 3V(eff). Also deutlich unter den 4,096. (Ich habe das ganze gerade vor die Nase gesetzt bekommen. Scheinbar hat der Kollege vor seinem Ausscheiden nicht alles relevante darüber erzählt. Entschuldigt also, wenn jetzt hier was widersprüchliches war/ist).
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Abdul K. schrieb: > Der ADC sollte auch einen Eingangstiefpaß bekommen, eventuell reicht der > dann auch für die unerwünschten Transienten. Hat er. Die Grenzfrequenz beträgt 159.15 Hz. Siehe erstes und zweites Oszillogramm.
diese Impulse sehen für mich so aus als ob der Verbraucher diese beim abschalten erzeugt. Kannst du den Verbraucher mal gegen einen Widerstand wechseln? Zeig doch mal ein Bild des ganzen Aufbaus.
Es gibt "Limiting OP", deren Ausgangsspannung begrenzt auf einstellbare Werte. z.B. OPA698 http://www.ti.com/lit/ds/sbos258d/sbos258d.pdf LIMITING VOLTAGE ACCURACY: ±10mV FAST RECOVERY FROM OVERDRIVE: 1ns
Martin S. schrieb: > Ich habe es mit einer 4,7V Z-Diode probiert, aber die spricht nicht > schnell genug an. Klingt falsch. Z-Dioden sind sehr schnell (aber auch sehr ungenau). Dein ADC wird schon eingebaute Überspannungsschutzdioden haben. Dann braucht er bloss einen Vorwiderstand. Je nach dem was für genaues Messen als Signalspannungsquellwiderstand noch erlaubt ist kann man z.B. 10k als Vorwiderstand vor den AD klammen und Spannungen über 5V sind kein Problem mehr. Da deine Z-Diode nicht 'schnel genug ist' hast du eher ein problem mit durchschlagenden Transienten auf deine Leitungen. Da hilft solides Messekontakt, Abschirmung, ausreichend niederohmige Auslegung. Also kein Bauteil, sondern EMV konformer Aufbau.
Ich muß MaWins Verdacht zustimmen. Ein Filter für Transienten bei dem ein Elko verwendet wird??
Es ist ein 10k in Reihe drinnen. Hier mal das, was ich vorliegend habe. Regelrecht unspektakulär. Bild 2 ist das Schema vom DevBoard des INA.
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Abdul K. schrieb: > Ich muß MaWins Verdacht zustimmen. Ein Filter für Transienten bei > dem > ein Elko verwendet wird?? Hier die Messung mit Kerko (vielschicht), auch 10 µF.
Εrnst B. schrieb: > Schottky gegen Kerko-Gepufferte 4.5V? Das ist, zusammen mit einem RC-Filter davor, schon der richtige Ansatz. Also nochmal genauer: - Zusätzlicher Spannungsregler erzeugt 4.5V - diese 4.5V mit einem dickeren Kerko puffern - Schnelle Schottky-Diode (z.B. BAT54S) vom Signal auf die 4.5V - die 2. Diode der BAT54S von GND auf das Signal, ersetzt Deine D? aus Deinem Schaltplan Sorry, bin unterwegs und kann keinen Schaltplan malen.
Die Ls als Stabkerndrosseln und die freien Kondis irgendwas 10n keramisch. Und bedenke, daß die Massestrippe an deinem Tastkopf ne induktive Antenne ist.
Dein Scopebild sieht nach angeregtem Schwingkreis aus. Zoome mal rein. Mit so teurem Meßgeräten flieg ich dir zum Mond :-) Die Luxusvariante für Transientenschutz ist ne Schottkydioden-Bridge.
Gerd E. schrieb: > - Zusätzlicher Spannungsregler erzeugt 4.5V > - diese 4.5V mit einem dickeren Kerko puffern Das ist übrigens die Luxusvariante mit garantiert-niemals-kein-bisschen-über-5v. Normalerweise reicht mit den Dioden auf das normale 5V-Rail zu gehen, evtl. 100nF in die Nähe. Das geht dann bis auf 5,3V oder so hoch, die meisten ICs haben damit aber kein Problem.
Gerd E. schrieb: > Sorry, bin unterwegs und kann keinen Schaltplan malen. Brauchst Du nich. Hab nur nicht verstanden gehabt, dass die BTS54S zwei Schottky im Gehäuse hat. Jetzt macht das Sinn. Ist eigentlich auch keine komplizierte Schaltung. Mal sehen, wie gut man den XC6222A411MR-G (4,1V LDO) bekommt :-) Danke erstmal für die Vorschläge. Ich werde das mal so umsetzen.
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Martin S. schrieb: > Obiges Diagramm ist vor, unteres nach dem LCR-Filter. Dass dort so gut wie kein Unterschied zu sehen ist, zeigt schon, dass das Filter nicht die Ursache angreift. MaWin schrieb: > Also kein Bauteil, sondern EMV konformer Aufbau. Das sehe ich auch so. Und insgesamt sieht das zudem irgendwie nach Messfehler aus. Thomas O. schrieb: > diese Impulse sehen für mich so aus als ob der Verbraucher diese beim > abschalten erzeugt. Kannst du den Verbraucher mal gegen einen Widerstand > wechseln? Ich würde da mal irgendeinen anderen Massepunkt messen (ja: Masseklemme an Masse und Tastkopfspitze an die selbe Masse, aber an einen anderen Punkt auf der Leiterplatte). Wenn die Spikes dann immer noch da sind, dann koppelt irgendeine Störung auf den Messaufbau ein. Die erste Schritt wäre dann die Verwendung einer Massefeder, um die Koppelschleife über die Krokoklemme am Oszi klein zu bekommen.
Lothar M. schrieb: > Martin S. schrieb: >> Obiges Diagramm ist vor, unteres nach dem LCR-Filter. > Dass dort so gut wie kein Unterschied zu sehen ist, zeigt schon, dass > das Filter nicht die Ursache angreift. Ja ich muss die Messung nochmal verifizieren. Ich habe das Datenkonvolut so erhalten, und versuche mich durchzubeißen. Die Grundschaltung, die hier ja bei rum gekommen ist, ist ja universell. Daher ist der Lerninhalt trotzdem wertvoll.
Martin S. schrieb: > Ist eigentlich auch keine komplizierte Schaltung. Mal sehen, wie gut man > den XC6222A411MR-G (4,1V LDO) bekommt :-) Du kannst ja auch einen -Adj Typ verwenden der frei per Spannungsteiler einstellbar ist. Und wenn es nicht sooo auf Energieverbrauch ankommt, würde es auch ein Spannungsteiler ganz ohne Spannungsregler tun. Wenn Du vielleicht 5 mA Querstrom durch den vorsiehst, sollte es das genauso tun.
Ich kenne halt die Ströme nicht. Ein schneller LDO schiebt halt nach. Ein Teiler nicht. Aber gut, 4V max (nicht 5) mit spitzen bis 6-7V, bei 10k Serienwiderstand sollte nicht allzuviel Energie einbringen. Ich werde den Aufbau vom ex- Kollegen mal verifizieren. Da sind lange einzelne Leiter. Nicht, dass sich da wirklich Serienschwingkreise bilden. Habe bisher nur Bilder. Eigentlich müsste der Tiefpass (10 mH / 10 uF) reichen; das sind immerhin Runde 150 Hz bei -3dB. Dass er nicht reicht, gibt mir zu denken. Aufbau also kontrollieren steht an erster Stelle. Morgen bekomme ich die Hardware. Was mich auch wundert: der MAX hat keinen Shutdown. zumindest finde ich im DB nichts dazu. Nur, dass Vref nicht überschritten werden soll und dass Vin < Vcc+0,5V sein soll, weil sonst interne Dioden leiten. Das passt alles nicht so recht zusammen.
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Abdul K. schrieb: > Die Luxusvariante für Transientenschutz ist ne Schottkydioden-Bridge. Hier zum Lernen, Stoff aus den 60er Jahren zu Zeiten von TTL-Technik: Solange die Eingangsspannung innerhalb der 5V-Versorgungsspannung ist, erscheint das Signal am Ausgang zum ADC mit halber Spannung. Ist das Signal außerhalb des zulässigen Bereichs, wird der ADC quasi "abgehangen". Die Schaltung realisiert mit den verwendeten Werten einen 50ohm-Eingang, bei Aktivierung der Schutzfunktion stimmt die Impedanz nicht mehr ganz (Dann ist es aber auch nicht mehr so wichtig). Durch die Schottkydioden ist die Schaltung sehr schnell. Anmk.: Wenn man die Diodenbrücke umgekehrt polarisiert z.B. durch einen komplementären Treiber an den äußeren Anschlüssen, dann wird sie zu einem schnellen Schalter.
Martin S. schrieb: > Der Shunt Monitor ist ein INA253A3 > (http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina253.pdf), der ADC ein MAX11616 > (https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/data-converters/analog-to-digital-converters/MAX11616.html) > mit 4,096V (ref). > > Gemessen wird ein Phasenstrom von 7,5A (* 400mV/A) -> 3V(eff). Also > deutlich unter den 4,096 Martin S. schrieb: > Hier mal das, was ich vorliegend habe. Regelrecht unspektakulär. > > Bild 2 ist das Schema vom DevBoard des INA. Bei bidirektionaler Strommessung und 2,5V an Ref1 und Ref2 an sind 7,5A zu viel für den INA253A3. Bei 0A liegt die Ausgangsspannung bei 2,5V, bei +7,5A theoretisch bei 5,5V und bei -7,5A bei -0,5V - beides kann der INA bei +5V Versorgung natürlich nicht. Spitzen von 6V am Ausgang des INA sollten eigentlich auch nicht möglich sein.
Hi Stefan, danke für Deinen Kommentar. Ich merke so langsam: Aus dem "Mach das mal schnell fertig, was der Kollege nicht fertig gebracht hat" wird ein "muss man komplett neu machen". Scheinbar sind da weitaus mehr Fehler drinnen, als ich auf Zuruf bisher gehört habe. Von der Ursprünglichen Aufgabe, nämlich das Signal zu deckeln, den Kasten zusammenzuschrauben und abzuliefern, bin ich scheinbar mittlerweile weit entfernt.
Gerd E. schrieb: > Also nochmal genauer: > > - Zusätzlicher Spannungsregler erzeugt 4.5V > - diese 4.5V mit einem dickeren Kerko puffern > - Schnelle Schottky-Diode (z.B. BAT54S) vom Signal auf die 4.5V > - die 2. Diode der BAT54S von GND auf das Signal, ersetzt Deine D? aus > Deinem Schaltplan Danke Gerd, ich habe eine Testschaltung aufgebaut. Klasse! Das Ding klebt die 4,3 V (4V Regler + Uf) fest, wie Pattex. Soetwas habe ich mir vorgestellt. Ich mache morgen noch ein paar Experimente bzgl. Transienten und Impulsen aber ich denke, da es ja nur auf die Reaktionszeit der Schottky-Diode ankommt, dass die Schaltung kaum langsamer als ebendiese ist. Stefan schrieb: > Bei bidirektionaler Strommessung und 2,5V an Ref1 und Ref2 an sind 7,5A > zu viel für den INA253A3. > Bei 0A liegt die Ausgangsspannung bei 2,5V, bei +7,5A theoretisch bei > 5,5V und bei -7,5A bei -0,5V - beides kann der INA bei +5V Versorgung > natürlich nicht. Spitzen von 6V am Ausgang des INA sollten eigentlich > auch nicht möglich sein. Die Hardware wandert in die Mülltonne. Die INA253 auf dem DEV-Board waren geschossen. Ich habe die Schaltung auf dem Steckbrett aufgebaut, und erhalten absolut brauchbare Ergebnisse. Ich werde morgen - wenn ich dazu komme - das ganze mal auf Papier bringen, und hier nochmal zur Diskussion stellen, falls ihr Zeit/Lust habt, eure geschätzte Meinung abzugeben. Ich muss zugeben; 10 Jahre nach dem Studium, und seitdem fast nur Software, haben definitiv ihre Spuren hinterlassen. Da geht nichts mehr so recht leicht von der Hand.
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