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Hallo, ich bin es mal wieder.

Auch wenn meine entworfene Schaltung macht was sie soll, tauchen mehr und mehr Sachen auf die nicht so sein sollten.

Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf 0V Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am Ausgang liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.

Kann mir jemand sagen was da los bzw falsch ist?


Die Schaltung soll durch den vom NE555 vorgegebenen variablen Takt (0,01HZ-Bereich) die IGBT`s wie Ventile kontinuierlich regeln um so oben angeklemmte Akkuzellen mit konstanten Strömen zu entladen. Wie man sieht gibt es drei gleich aufgebaute Stränge, um zum einen das entladen einer Zelle mit einem hohen Strom und das unabhängige entladen von drei Zellen gleichzeitig bewerkstelligen zu können.

Ich würde nun gern noch eine einfache Unterspannungsschutzschaltung implementieren. Da aber im Leistungsteil der Schaltung Ströme im Bereich von mehreren 10 bis sogar 85 Ampere pro Strang fließen sollte es wohl nur möglich sein diese Funktion im Bereich der OPVs über die Steuerung der IGBT`s zu realisieren. Kann ich einfach in den Rückklopplungszweig einen hochohmigen Widerstand eibringen und das Signal zwischen diesem und dem inv. Eingang des OPV mit einem FET auf Masse ziehen? Den Fet würde ich mit einem Komparator durch schalten.

Im Grunde funktioniert die Schaltung in der Simulation. Ich bin jedoch absoluter Anfänger was Schaltungen entwerfen angeht. Wenn also absolute "no-go`s" vorhanden sind, bitte ich darum mich darauf aufmerksam zu machen. ^^

» » https://www.buerklin.com/datenblaetter/E075660_TD%281%29.pdf?ch=42787
» » Die MP9100 mit 50mOhm, jeweils drei parallel pro Strang.
»
» Ich würde eher so einen empfehlen:
» http://de.farnell.com/ohmite/tghgcr0050fe/widerstand-sot-227-100w-r005-1/dp/1550729?categoryId=700000005446
»
» Ist einzlen günstiger als drei der anderen und lässt sich vor allem
» leichter anschließen und einfacher Kühlen.

Schade, die anderen sind leider schon da. Der wäre auch nicht schlecht gewesen. Habe eigentlich lange nach passenden widerständen gesucht aber auf den bin ich nicht gestoßen.

» https://www.buerklin.com/datenblaetter/E075660_TD%281%29.pdf?ch=42787
» Die MP9100 mit 50mOhm, jeweils drei parallel pro Strang.

Ich würde eher so einen empfehlen: http://de.farnell.com/ohmite/tghgcr0050fe/widerstand-sot-227-100w-r005-1/dp/1550729?categoryId=700000005446

Ist einzlen günstiger als drei der anderen und lässt sich vor allem leichter anschließen und einfacher Kühlen.

» Geht schon. Musst halt auf Symmetrie achten. Wenn der Strom aus dem ersten
» Strang mit über die Rückleitung des Zweiten und Dritten fließt, hast du je
» nach dem, welcher Strang bestromt wird, unterschiedliche Spannungsabfälle.
»
» Sag doch mal, welche Widerstände du dir ausgeguckt hast.


https://www.buerklin.com/datenblaetter/E075660_TD%281%29.pdf?ch=42787
Die MP9100 mit 50mOhm, jeweils drei parallel pro Strang.

» Oder geht das nicht?
Geht schon. Musst halt auf Symmetrie achten. Wenn der Strom aus dem ersten Strang mit über die Rückleitung des Zweiten und Dritten fließt, hast du je nach dem, welcher Strang bestromt wird, unterschiedliche Spannungsabfälle.

Sag doch mal, welche Widerstände du dir ausgeguckt hast.

» Wegen den Spannungsabfällen auf den parasitären Elementen.
»
» Auf 10cm 10mm² Aderleitung fallen bei 50A knapp 10mV ab. Und 10cm ist bei
» einem fliegenden Aufbau entsprechener Leistungselektronik ja quasi nichts.
»
» Bei einer Vierleitermessung misst du nur die Spannung über dem
» Messwiderstand. Alle anderen Spannungsabfälle beeinflussen die Messung
» nicht.
»
» Beim Halleffekt-Stromsensor erübrigt sich die Betrachtung parasitärer
» Elemente offensichtlich gänzlich.

Klar, aber die Spannungsabfälle vor den Shunts sind doch letzlich auch egal. Die Schaltung muss vor der ersten Inbetriebnahme durch den Poti1 (Trimmer) justiert werden, damit bei maximalen Widerstand des Poti2 nicht mehr als 85A fließen können. Was dann letzlich für ein Strom fließt kann ich dann nach Lust und Laune über die Spannung bestimmten die Entweder nur über die Shunts oder über die shunts+parasitäten widerständen in Richtung Masse abfällt - die genauen Widerstände müssen halt vorher ermittelt werden. Oder geht das nicht?

» Warum soll ich denn mit einer kelvinmessung oder Stromwandlern arbeiten?
» Verstehe nicht ganz.
Wegen den Spannungsabfällen auf den parasitären Elementen.

Auf 10cm 10mm² Aderleitung fallen bei 50A knapp 10mV ab. Und 10cm ist bei einem fliegenden Aufbau entsprechener Leistungselektronik ja quasi nichts.

Bei einer Vierleitermessung misst du nur die Spannung über dem Messwiderstand. Alle anderen Spannungsabfälle beeinflussen die Messung nicht.

Beim Halleffekt-Stromsensor erübrigt sich die Betrachtung parasitärer Elemente offensichtlich gänzlich.

» » Mir kommt es hier beim Schalten nicht auf die uSekunde an. Das Problem
» bei
» » Treibern ist, dass sie nur zwei Zustände am Ausgang kennen - 1 oder 0.
» » Dementsprechend werden die IGBT`s geschaltet. So einen konstanten
» » Stromfluss umzusetzen ist in meinen Augen komplizierter.
» Aha, dann gibt es also keine Analogen Verstärker...
»
»

Ich dachte du meinst mit Treibern fertige ICs wie dem IR2109. Der macht am Ausgang nur 0 oder Vcc.

dein Schaltung sieht auf alle Fälle technischer aus... ^^

» » Die Verbindung der IGBT`s mit den Shunts um der Zelle werden
» » auserhalb der Leiterplatte realisiert.
» Dann brauchst du ja erst recht eine Vierleitermessung, wenn das was werden
» soll.
»
» Schon mal an die Verwendung solcher Stromwandler gedacht?
» http://www.lem.com/docs/products/la%20100-p%20sp13%20e.pdf
» Dürfte auch nicht wesentlich teurer werden, als ein Sack
» Hochleistungswiderstände.
»
» Oder wenigstens einen einzelnen Messwiderstand je Strang, in dem nicht
» Unmengen elektrische Arbeit in Wärme umgesetzt werden.
» http://www.conrad.de/ce/de/product/120921/?gclid=CIGn2oSe0sECFXDHtAodpkEACg&insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL!222!3!48256877817!!!g!!&ef_id=UR0k8wAAAD4q@OuR:20141029160131:s


Warum soll ich denn mit einer kelvinmessung oder Stromwandlern arbeiten? Verstehe nicht ganz.

» Die Verbindung der IGBT`s mit den Shunts um der Zelle werden
» auserhalb der Leiterplatte realisiert.
Dann brauchst du ja erst recht eine Vierleitermessung, wenn das was werden soll.

Schon mal an die Verwendung solcher Stromwandler gedacht? http://www.lem.com/docs/products/la%20100-p%20sp13%20e.pdf
Dürfte auch nicht wesentlich teurer werden, als ein Sack Hochleistungswiderstände.

Oder wenigstens einen einzelnen Messwiderstand je Strang, in dem nicht Unmengen elektrische Arbeit in Wärme umgesetzt werden.
http://www.conrad.de/ce/de/product/120921/?gclid=CIGn2oSe0sECFXDHtAodpkEACg&insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL!222!3!48256877817!!!g!!&ef_id=UR0k8wAAAD4q@OuR:20141029160131:s

» Irgendwie werde ich beim lesen deiner Antwort den Eindruck nicht los, dass
» hier jemand schlecht geschlafen hat. ^^
Nö

» Mir kommt es hier beim Schalten nicht auf die uSekunde an. Das Problem bei
» Treibern ist, dass sie nur zwei Zustände am Ausgang kennen - 1 oder 0.
» Dementsprechend werden die IGBT`s geschaltet. So einen konstanten
» Stromfluss umzusetzen ist in meinen Augen komplizierter.
Aha, dann gibt es also keine Analogen Verstärker...


» Die OPV`s steuern einfach in Abhängigkeit zur eingestellten
» Referenzspannung und zur Spannung über dem Lastwiderstand(-ständen) die
» Gates aus, und öffnen diese mehr oder weniger, umso unabhängig von der
» fallenden AkkuSpannung einen konstanten Strom fließen zu lassen.
Didd war schon klar...

» » Ja,. Aber 6V am Ausgang ist auch unter diesen Gesichtspunkten zu viel.
» » Hier spielt die Offsetspannung noch eine Rolle. Wenn er den Akku
» abklemmt,
» » hat der OPV über das isolierende Gate keine Gegenkopplung! Die
» » Ausgangspannung nimmt irgendeinen Wert an. Abhängig von seiner
» » Offsetspannung.
»
»
» Also der OPV hat eine typische Vos von 110uV.
» Ich glaub ich verstehe was du meinst. Wenn das Eingangsignal auf 0 Volt
» geht regelt er das Gate solange zu, bis "keine" Spannung mehr über den
» Shunt abfällt. Wenn der IGBT nun bei nur noch 6 Volt Gatespannung
» geschlossen ist und keinen Strom mehr durchlässt ist die Spannung über dem
» Shunt und somit am inv. Eingang 0. Der Ausgang bleibt dann bei 6V stehen.
» Meintest du das so?

Nee.
Er versucht den Mosfet aufzusteuern. Aber da kein Akku dran ist, gibt es sm Shunt keine entsprechende Spannung von 110µV. Also fährt der OPV ins Nirvana.

» ---
» Anknüpfend an Kendimans Erklärung:
»
» Da die OPAMPs CMOS Typen sind (weil wenig I), kannst eine Single_Versorgung
»
» und einen DCDC_Inverter zB ICL7660, +5v auf -5 ,,
» also passenden! Charge Pump_Konverter für deine negative OPAMP_Versorgung
» verwenden.
»
» Was anderes:
» die Treiberleistung der gewählten OPAMPs gehen
» sich diese für die IGBTs aus?
» Habs jetzt nicht nachgewassert.
»
» Grüße
» Gerald
» ---


Das Gate des IGBT hat eine Kapazität von 47nF.
Der OPV, ein LMC6484, kann am Ausgang 30mA bei Kurzschluss und 15V Vcc.
Die Schaltfrequenz ist auch sehr sehr sehr niedrig. Ich denke das sollte also kein Problem sein oder?

» » » Zum Beispiel habe ich heute entdeckt, dass mein OPV-Ausgang nicht auf
» 0V
» » » Spannung runter regelt wenn die Eingangsreferenzspannung 0 ist. Am
» » Ausgang
» » » liegen trotzdem noch 6 Volt an. Siehe Bild.
» » »
» » »
» »
» » die OPV werden in deiner Schaltung mit einer (EINER) Gleichspannung
» » betrieben
» » Deine Schaltung hat als Bezugspunkt die negative Betiebsspannung,
» » die auch gleichzeitig die negative Versorgungsspannung der OPV sind.
» » Die Eingangsspannungen liegen fast auf dem Niveau der Negativspannung
» der
» » OPV.
» » Da arbeitet kein OPV vernünftig.
» » Ein Doppelnetzteil zur Versorgung der OPV ist erforderlich.
» » Das ist erstmal das Problem, das mir aufgefallen ist.
»
» Ja,. Aber 6V am Ausgang ist auch unter diesen Gesichtspunkten zu viel.
» Hier spielt die Offsetspannung noch eine Rolle. Wenn er den Akku abklemmt,
» hat der OPV über das isolierende Gate keine Gegenkopplung! Die
» Ausgangspannung nimmt irgendeinen Wert an. Abhängig von seiner
» Offsetspannung.


Also der OPV hat eine typische Vos von 110uV.
Ich glaub ich verstehe was du meinst. Wenn das Eingangsignal auf 0 Volt geht regelt er das Gate solange zu, bis "keine" Spannung mehr über den Shunt abfällt. Wenn der IGBT nun bei nur noch 6 Volt Gatespannung geschlossen ist und keinen Strom mehr durchlässt ist die Spannung über dem Shunt und somit am inv. Eingang 0. Der Ausgang bleibt dann bei 6V stehen. Meintest du das so?

Auf die Leiterplatte soll letzlich nur der Steuer- und Regelteil der Schaltung. Die Verbindung der IGBT`s mit den Shunts um der Zelle werden auserhalb der Leiterplatte realisiert.

» Wieviel Strom fließt über die 16 mOhm Widerstände ?

In diesem Niedrigstohm-Bereich sehe ich dann vor allem Probleme in Bezug auf die Leiterbahnauslegungen, falls man bei den allfällig sehr grossen Strömen überhaupt noch vernünftig Leiterplatten verwenden kann in einem kritischen Teilbereich…

Dabei hilft das Simulieren unheimlich viel…
Guet Nacht am Sächsi! (CH-Gestöhn bei etwas Unglaublichem) *vögel_krieg_und_voliere_anschaff*

Geeeeeeerald! Jaaa Dich ruf ich. Es fehlt hier ein Smily für *vögel_krieg_und_voliere_anschaff*.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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