Digitale Einstellung eines Verstärkers

[Thegon]

Hallo allerseits,

ich habe ein bisschen weiterüberlegt bezüglich meines Netzteils.
Um eine "Überstromabschaltung" zu realisieren, möchte ich mir den Spannungsabfall am Shunt (DC - Niveau - mäßig unter der Ausgangsspannung) über einen Differenzverstäker auf GND - Niveau bringen. Dann soll der sehr geringe Spannungsabfall (max. 0,4V bei 2A) über einen nichtinvertierenden Verstärker (mit OPV) verstärkt werden, um dann ein Filpflop zum kippen zu bringen, das die Ausgangsspannung abschaltet.

Der nichtinvertierende verstärker arbeitet selbstverständlich mit Offsetkompensation, um auch sehr kleine Spannungsabfälle zuverlässig verstärken zu können.
Nun die Einstellung des Verstärkungsfaktors wäre über Poti kein Problem, nur dann kann man halt raten, was man einstellt.
Das Netzteil soll über ein Display und einen ATmega 32 verfügen.
Ich möchte also, dass über den Microcontroller der Verstärkungsfaktor eingestellt werden kann, und somit die Triggerschwelle am Flipflop (eventuell noch mit Schmitt-Trigger davor)
Sollte dies nicht möglich sein, so sollte der Microcontroller zumindest erkennen können, auf wieviel (im endeffekt dann Milliampere) die Stromabschaltung dann eingestellt ist.

Gibt es Vorschläge wie man so etwas realisieren könnte?
Also kurz: Über Microcontroller den Verstärkungsfaktor einer nichtinvertierenden OPV-Schaltung einzustellen.

Danke für Vorschläge oder Informationen im Voraus!

Mfg Thegon

[PICture]

Hallo!

Früher hat man bei Netzteilen mit einstellbarer Strombegrenzung vorm Anschliessen der davon versorgender Schaltung einfach den Ausgang des Netzteils kurzgeschlossen und den Strom abgelesen. Ich glaube, dass es einfacher nicht geht.

[Thegon]

Das Problem ist, dass ich keine Stromregelung habe sondern eine Stromabschaltung. Das heißt, das Flipflop schaltet ab einem bestimmten strom ein und somit ist Ausgangsspannung Null. Dies kann nur durch den AVR rückgängig gemacht werden. Dieser soll dann "pulsen" und alle Sekunden einmal Probieren, ob sich die Spannung wieder einschalten lässt, aber natürlich nur, wenn man das am Display eingestellt hat.

Mfg Thegon

[Besserwessi]

Die Spannung, mit der die Spannung am Shunt verglichen wird, kann der µC relativ einfach messen. Man kann die auch z.B. über einen DAC oder PWM einstellbar machen. Das schwierigere könnte es schon fast sein die Spannung zu verstärken, also die Wandlung von einer Spannung am Shunt in eine Spannung relativ zu GND.

Zum einstellen der Stromabschaltung oder Begrenzung kann man die Verstärkung gleich lassen. Nur für die Grobe Einstellung wäre es ggf. angebracht den Shunt umzuschalten, wenn man auch sehr kleine Ströme braucht.

[Thegon]

Das mit dem Umschaltbaren Shunt ist eine Gute Idee, dann muss ich micht nicht mit Millivolt und dem Ganzen Offsetspannungen herumschlagen.
Die Umschaltung dann mit Relais, oder?

Fixe verstärkungsfaktoren einzustellen sollte ja auch kein Problem sein, ich könnte ja einfach zwei oder drei Widerstände für die Rückkoppelung verwenden, und dann nur einen per FET mit Masse verbinden, so kann ich zumindest zwei oder drei grobe Bereiche abdecken.

Das schwierigere könnte es schon fast sein die Spannung zu verstärken, also die Wandlung von einer Spannung am Shunt in eine Spannung relativ zu GND.

Wieso? könnte man das nicht mit einem einfachen Differenzverstärker machen (Subtrahierer)?
Eventuell mit Offsetkompensation wegen kleiner Spannungen?

Was mir aber noch Sorgen bereitet, ist, dass nicht der AVR den Strom ausschalten soll, sondern das Fliplop (das geht schneller, so meine Idee)
Das Flipflop (bzw. ein Schmitt Trigger davor) triggert aber genau bei 2,5V oder wie man es eben einstellt.
Das heißt, bei konstantem Verstärkungsfaktor schaltet die Stromabschaltung immer genau bei einer Bestimmten Spannung ab.
Ich möchte aber gerne den Strom stufenlos einstellen können (nach möglichkeit über den AVR),
Wie könnte ich es einstellbar machen?

@PICture:
Naja, das könnte schon gehen, dass der AVR einfach ausprobiert, ab wann der FF kippt, und dann sozusagen das Ergebnis anzeigt, aber ich finde das halt ein bisschen Umständlich.
Das ist eben ein Umweg, man stellt dann ja nicht den Abschaltungsstrom ein, sondern stellt einfach nach gefühl ein und schaut dann nach, ob man gut geraten hat, oder verstehe das jetzt falsch ?

Mfg Thegon

[Besserwessi]

Um eine Variable Schaltschwelle zu erreichen, kann man einen Komparator nehmen. Der eine Eingang bekommt die Verstärkte Spannung von der Messung des Stromes, der andere Eingang bekommt den Schwellwert.

Das Übliche Verhalten bei einem Labornetzteil ist eine Begrenzung des Stromes, keine Abschaltung. Da kann man den Strom mit Kurzschluss einstellen - oder einfach an der Skala am Poti ablesen - so genau braucht man den Wert da eher selten. Je nach Schaltung, insbesodnere bei nur 1 Ausgang, kann man den Shunt auch auf die Low Side legen

Die Verstärkung der Spannung an shunt geht schon per Differenzverstärker, ist aber ggf. etwas schwieriger mit dem Abgleich von Offset und Gleichtaktunterdrückung, wenn die Spannung sehr klein ist. Das Problem ist dabei vielfach der Gleichtaktbereich. Etwas einfacher wird es ggf. wenn man eine negative Hilfspannung zur Verfügung hat.

[Thegon]

Ich habe LM339, als Komperatoren, das könnte schon gehen oder?

Wie ist das mit der negativen Hilfsspannung gemeint? Negative Spannungen stehen bis zu -50 V zur verfügung, ich verwende -15V als negative Versortungsspannung für sämtliche OPV`s.

Mfg Thegon

[PICture]

Sorry, aber ich komme nicht mehr mit. Meine einfache Vorstellung habe ich skizziert. Der Abschaltsrom ist doch sogar nach dem Abschalten am Poti genau messbar.

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                   .-.    |\|
     Abschaltstrom | |<---|-\     .--.   |
                   | |    |  >--->|FF|- -+
                   '-'  +-|+/     '--'
                    |   | |/|
                        |
                        A

                     vom Shunt

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[Thegon]

@PICture: du hast völlig recht, das messen des Abschaltestromes ist so kein Problem mehr. Ich hätte dann nur noch die Referenzspannung (also die Triggerschwelle des Komperators) über AVR eingestellt (also PWM, Tiefpass), denn dann kann der AVR selbstständig die optimalen Einstellungen (auswahl des Shunts und Auswahl des Verstärkungsfaktors zwischen x10 und x100) bestimmen und somit muss ich mir keine gedanken mehr machen, ich sage nur: bei 50mA abschalten, dann stellt der AVR selbstständig die Triggerschwelle, den Shunt und die Verstärkung ein.

Diese Lösung ist genau so wie ich sie mir vorgestellt habe, danke für die Vorschläge.

Mfg Thegon