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negative spannung mit adc des atmel messen (Elektronik)

verfasst von Eberhard , 02.01.2015, 12:34 Uhr

» Hallo,
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» Ich möchte die Ausgangsspannung eines Inverswandlers mit einem ATtiny
» messen. Das Problem ist, dass die Ausgangsspannung des Inverswandlers
» negativ ist und mit dem Mikrocontroller kann man keine negative Spannungen
» messen. Ich habe eine zusätzliche Referenzspannung verwendet um
» Spannungsteiler (R1 und R2 >20kOhm) auf eine positive Spannung zu beziehen.
» Die Referenzspannung wird von einem Festspannungregler 7805 erzeugt.
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» Die Ausgangsspannung des Inverswandlers is zwischen 0 und 100V variierbar
» und kann max. 10A liefern.
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» Die Frage ist, kann die hohe neg. Ausgangsspannung des Inverswandlers den
» Festspannungsregler und/oder auch den Mikrocontroller zerstören??? Falls
» ja, welche möglichkeiten gibt es noch für die Spannungsmessung mit dem ADC
» des µCs?
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Zunächst benötigst Du ein gemeinsames Potential, nämlich die Masse des µC-Systems und der offensichtlich positive Anschluss des Inverters müssen miteinander verbunden sein - falls das überhaupt zulässig ist (und aus Sicherheitsgründen nicht eine galvanische Trennung nötig ist). Dieser gemeinsame Punkt ist in Deinem Schaltplan nicht gezeichnet.

Dann wäre es durchaus möglich, die bis zu -100V in den Bereich 0V bis 5V für den µC zu verschieben. Allerdings ist für den Spannungsteiler dann eine völlig andere und (wegen der Verlustleistung in R3) deutlich hochohmigere Dimensionierung nötig, z.B. R2 = 10kOhm und R3 = 220 kOhm.

Dann wären die 0V bis -100V in einen Bereich +4,78V bis +0,43V ins Positive verschoben (der Rest in Software). Das stimmt aber nur dann genau, wenn die 5V-"Referenz" echte 5,00V hat. Deshalb statt einem 7805 mit seinen eher schlechten +-4% Genauigkeit lieber einen geeigneten genaueren LDO mit +-2% oder gar +-1% nehmen und bei den verwendeten Widerständen für den Spannungsteiler ebenso.

Über Temperaturabhängigkeiten des ganzen Messsystems muss man ggf. separat nachdenken.

Zur Sicherheit und zum Schutz des µC-Eingangs könnte man den Messpunkt am Spannungsteiler noch mit einer geeigneten Diode nach Masse klemmen, falls die Spannung des Inverters negativer als -100V wird. Dann aber bei der Auswahl unbedingt auf den Dioden-Strom in Sperrrichtung achten, der insbesondere bei Schottky-Dioden recht hoch sein kann.

Die Bedeutung des gezeichneten RL = 100 Ohm ist mir nicht ganz klar. In ihm würden ggf. bis zu 1A fließen (und nicht 10A wie angegeben). Die Verluste wären bei 100 Ohm (falls es sich wirklich um einen Lastwiderstand handelt) aber auch bei 1A bereits 100W.