Festspannungsregler mit Strommessung

[dreadbrain]

Hallo,
ich möchte mir eine 5 v Spannungsquelle bauen, bei der ich den Strom mit einem Mikrocontroller auswerten kann.

Ich messe den Strom mit einem Subtrahierer über einen Shunt vor dem Regler, um die 5V Ausgangsspannung am Ausgang nicht zu beeinflussen.

Maximaler Output: 5 V /1A
Stromproportionaler Spannunswert: bei 1 A am Ausgang wären 5 V am Strommessausgang(I5Vout) schön.
Möchte mit dem Mikrocontroller eine Auflösung von 5 mA erreichen.
Genauigkeit reicht +-1,5 bis +-2 mA.

R1 und R2 sind zur Begrenzung der Verlustleistung am Regler .
K1 mit Beschaltung dient dazu den Ausgang abzuschalten.

Nun meine Frage:
1. Ist es vom Prinzip und den Werten her richtig?
2. Welchen Operationsverstärker soll ich nehmen( relativ preisgünstig)?
3. Soll ich den Op an eine Symetrische Spannungsversorgung hängen(+-5V)?
4.Kann der OP von 0 bis 5V ausgeben bei 5 V Betriebsspannung?
5. Kann ich als Shunt einen 1Ohm Metallschichtwiderstand nehmen?
6. Theoretisch kann ich ja zu Abschaltung des Ausgangs einen Transistor vor den Regler einbauen, und Spare mir so das Relais.

Danke im Vorraus
Benedikt

[dreadbrain]

Kann denn keiner nur mal schnell den schaltplan kontrollieren?

mfg

[Robotronix]

wenn der Spannungsregler-Teil und der Messverstärker-Teil auf gleiches GND bezogen arbeiten, wird die Eingangsspannung des OV sehr groß (fast 30V im Leerlauf.
bei deiner Schaltung entsprechen 0A=0V aber 1 A= -5V.

Also brauchst du schonmal eine negative Versorgung.

robotronix

[dreadbrain]

Hallo,
hält die hohe eingangsspannung der op aus? wenn ich ihn an +- 5 V hänge?

Muss ich um eine positive ausgangsspannung zu bekommen die Eingänge des OP vertauschen?

mfg Benedikt

[PICture]

Hallo dreadbrain!

Nein, Du musst die Anschlüsse an R5 vertauschen. Ausserdem würde ich Dir empfehlen ein Netztrafo mit niedrigerer Spannung zu nehmen, um Dir viel Probleme zu ersparen.

MfG

[dreadbrain]

Hallo,
das mit dem anderem Trafo geht nicht so einfach.
Ich möchte noch merhere solcher FEstspannungsquellen und einstellbare Quellen in ein Gehäuse einbauen. Den Trafo dazu hab ich aus einer alten Stereoanlage und ich habe keinen anderen Ausgang mehr Frei der Die Leistung bringt.

Welche Probleme bekomme ich wenn ich eine so hohe eingangsspannung hab?

mfg Benedikt

[tholan]

Der 7805 wird unter Belastung sicher knallheiß, da der
viel zu viel Leistung verbraten muß.
Wenn Du nur 100mA am Ausgang, an den 5V ziehst, muß der Regler schon
ca. 2W in Wärme umsetzen.
Sowas ist seit dem Klimawechsel im letzten Jahr verboten, wenn Du nicht
Deine Wohnung damit heizen möchtest :) .

[dreadbrain]

Hallo,

Naja der Regler käme eh mit den anderen an einen großen Kühlkörper.
Ich werde mal die anderen Spulen unter belastung messen. Vielleicht kann ich auf eine andere Zrückgreifen.


Dem Op tut das nix, wenn die Eingangsspannungen höher sind als die Betriebsspannung?

Mfg Benedikt

PS. Gibt es echt eine Regelung, die die Verlustleistung von elektronischen Schaltungen festlegt?

[Robotronix]

alle mir bekannten Typen erlauben an den eingängen nur Spannungen im bereich der Versorgungsanschlüsse, d.h. bei einer +/-5V-Versorgungdarf kein Eingang unter -5V oder über +5V haben. Das gilt zumindest für sinnvolle Funktion, Schäden treten vermutlich erst auf wenn zu hohe Ströme fließen (Schutzschaltungen).

Aber wenn du mit unterschiedlichen Massen arbeiten kanst erledigt sich das Problem von selbst

[tholan]

Folgendes habe ich aus dem Datenblatt des TL072:
"3. The magnitude of the input voltage must never exceed the magnitude of the supply voltage or 15 volts,
whichever is less."
Is also nicht schön, wenn die Eingangsspannung die Versorgungsspannung überschreitet.
Was da passiert, hab ich noch nicht ausprobiert.
In jedem Fall wird's wohl nichts Sinvolles sein.
Könnte mir vorstellen, daß da die in den OPAs vorhandenen FETs durchschlagen
bei über 30V.
Wenn Dein Trafo allerdings wirklich nicht mehr als 23V eff. im Leerlauf abgibt,
(Nachmessen!)dann könntest Du den TL071, TL081, µA741 o.Ä nehmen (vor dem Längsregler.),
die kosten alle kein Geld und können bis +/- 18V max. Betriebsspannung.
Da ist dann auch noch Luft, wenn sich der Ladeelko bis auf die Peak Spannung
aufläd.
Guck Dir einfach mal die Datenblätter an.

[dreadbrain]

Hallo,

@tholan

Was meinst du mit "vor dem Längsregler"


Ich habe am Traffo schon noch andere Spulen zur Verfügung.
1x die Spule für die VErsorgungsspannung des µC(+-9V)
1x +9 V (weis nicht ob ich die so hoch belasten kann)


Wieviel mA brauche ein µC mit LCD mit LED Backlight und 3 - 4 Op`s ( LM324) so ?
Reichen da 500mA?
WEnn ja dann könnte ich die 5V mit an diese Spule hängen.

Beim LM324 heist es im DB das die Eingänge die Betriebsspannung nicht überschreiten sollten. Falls sie es doch tun schadet es dem op nich solange es nicht mehr als 32 V sind.

Welchen Op soll ich den grundsätzlich nehmen. Reicht da der LM324?

mfg Benedikt

[tholan]

Robotronix hat schon Recht, ohne einer zusätzlichen negativen Betriebsspannung
wird's frickelig. Damit würdest Du allerdings die Betriebsspannung noch weiter
erhöhen.
Der OPA sollte, denke ich, 'ne gute Gleichtaktunterdrückung haben, da die
Spannung, die er mißt noch Wechselstromanteile enthält und 'ne gute Ripple rejection,
weil die Betriebsspannung vor dem Spannungsregler (Längsregler) entnommen wird.
Ich hab mal was in Deiner Zeichnung geändert. Wenn das so funktioniert,
wie ichs mir denke, müßten im unbelasteten Zustand U/2 am Ausgang des OPA
anliegen. Wenn der Spannungs(ab)fall an R5 zunimmt, sollte die Ausgangsspannung
des OPA gen GND wandern, das hängt von der eingestellten Verstärkung ab.
Über einen Spannungsteiler könntest Du dann das Signal dem A/D-Wandler zuführen.
Ich weiß aber nicht, ob der OPA bis exakt GND runterregeln kann.
Da würden Dir also schon ein paar Bit flöten gehen.

[dreadbrain]

Hallo,

Ich habe deine Schaltung mal mit target simuliert.
Bei deiner Version ist die Ausgangsspannung nicht proportional zum Strom.

Habe folgendes geändert:
-Widerstand zwischen +-Eingang und Gnd( dadurch wird die Spannung schön linear)
-Gesamte Schaltung an niedriger Spannung gesetzt
-Offset eingestellt, weil der Op im Unteren Bereich, bei kleinen Strömen , den Strom nicht mehr linear in Spannung umsetzte.

So sollte sie nun funktionieren.
Findet noch jemand einen Fehler?

mfg Benedikt

[tholan]

D'accord,
wenn Du's sogar schon simuliert hast..
Vielleicht wäre es für den optimalen Abgleich
sinnvoll, in Deiner Zeichnung zwischen R5 und R3
noch 'nen kleinen Trimmer (1-2K) als zusätzlichen
Spannungsteiler zu setzen um den
Leerlauf richtig auf U/2 zu regeln.

[dreadbrain]

Hallo,
sorry das ich erst so spät schreibe.
Also ich hab jetzt noch kleine Kondensatoren (200p) an die Eingänge des OP gehängt zur Unterdrückung von Störungen.

In mein Netzteil möchte ich noch eine negative Ausgangsspannung integriern. Nur ich habe keine Spule mehr am Trafo frei.
Nun wollte ich das ganze mittels eines Schaltreglers aufbauen. ( Mc34063 )
Nun ein paar Fragen dazu.

Ist der Schaltregler kurzschlussfest?
Kann ich diese Strom messung genau so übernehmen?

mfg Benedikt