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Hallo,
ich benötige einen Shunt-Schalter. (so nenne ich das mal)

Der soll bei Erreichen einer Shunt-Spannung einen externen Steuerkreis abschalten. Zum Beispiel ein Relais. Das macht meine Schaltung mit dem Optokoppler LTV 815.

Gibt es für solche Zwecke fertige IC-Schaltkreise? Ich habe bei Google nichts gefunden.

Meine Eigenbaulösung ist fertig und funktioniert. Aber sicher muß man da noch was verbessern.

Sie schaltet über den Komparator TL061 ein Relais AUS, das an einer externen Spannung liegt. Das Relais kann vorher (mit dem Taster) nur gestartet werden, wenn die Komparator-Schaltung den Optokoppler ansteuert. Dann hält sich das Relais auf Ein, bis der Komparator den Optokoppler abschaltet.

Bitte! Das funktioniert alles. Es geht nur um den Shunt-Schalter, nicht um die folgende Relaisschaltung. Kann ich da was verbessern? Oder gibt es dafür fertige IC-Schaltkreise?

Den TL061 habe ich gewählt, weil er bereits unter 3V gut funktioniert (getestet 2,4V) und einen extrem niedrigen Ruhestrom hat. (ich hab bei 2,4V nur 50µA gemessen, so lange der Optokoppler nicht angesteuert wird) Die Schaltung liegt parallel zu einem Shunt-Widerstand und darf nur geringe Eigenleistung haben, sonst beeinflußt sie den Shunt, bzw. die Shuntspannung zu sehr.

Ich bin für alle Anregungen dankbar.

» Den TL061 habe ich gewählt, weil er bereits unter 3V gut funktioniert
3V Spannungsfall über einem Shunt?!

» Die Schaltung liegt parallel zu einem Shunt-Widerstand und darf nur geringe
» Eigenleistung haben, sonst beeinflußt sie den Shunt, bzw. die Shuntspannung
» zu sehr.
Klar.
Eine separate Spannungsversorgung ist nicht möglich?

Welcher Strom wird denn gemessen, und wie hoch ist die speisende Spannung?

» » Den TL061 habe ich gewählt, weil er bereits unter 3V gut funktioniert
» 3V Spannungsfall über einem Shunt?!
»
» » Die Schaltung liegt parallel zu einem Shunt-Widerstand und darf nur
» geringe
» » Eigenleistung haben, sonst beeinflußt sie den Shunt, bzw. die
» Shuntspannung
» » zu sehr.
» Klar.
» Eine separate Spannungsversorgung ist nicht möglich?
»
» Welcher Strom wird denn gemessen, und wie hoch ist die speisende Spannung?

Doch, separate Spannungsversorgnung ist möglich. Die habe ich bei meiner Schaltung ja auch hinter dem Optokoppler.


Die Spannung beträgt 60 Volt. Der Strom ist einstellbar zwischen 10 und 200 mA.

Man stelle sich das Ganze wie ein Labornetzteil vor. (allerdings in einem kleinen Hand-Gehäuse, demnach kein Platz für Kühlkörper oder Gebläse)

Dieses fiktive "Labornetzteil" liefert bei 60 Volt hinter seiner Strombegrenzung an einer Last den eingestellten Strom zwischen 10 und 200 mA. Hinzu kommt lediglich ein Shunt-Widerstand zwischen Strombegrenzung und der Last. An der Last messe ich selbstverständlich keine 60 Volt mehr, denn durch die Strombegrenzung wird dem Ohmschen Gesetz folgend die Spannung gesenkt. Mein Shunt-Schalter soll nun etwas steuern. Wenn ich zum Beispiel auf 100 mA einstelle und 3 Volt für meinen Shunt-Schalter haben muß, dann sollte der Shunt 30 Ohm haben. Will ich 5 Volt am Shunt haben, müßte der Widerstand 50 Ohm betragen.

Zur Erklärung: Die Last selber ist ein Elektrolysebad mit anfangs hohem Widerstand und geringem Strom, der fortwährend ansteigt. Bei hohem Strom erzeugt das viel Verlustwärme. Die Spannung an der Last sinkt dabei immer weiter ab und die Verlustwärme steigt immer weiter an.

Mein Shunt-Schalter soll bei einer Spannung von zum Beispiel 3 Volt am Shunt ein Relais schalten, mit dem ich die 60 Volt Eingangsspannung herunterschalten kann. So weit, daß vor der Strombegrenzung nur die halbe Eingangsspannung anliegt. Damit wird die thermische Belastung der Strombegrenzung gravierend herabgesetzt, während durch die Last weiterhin die als Beispiel genannten 100 mA fließen.

» Mein Shunt-Schalter soll bei einer Spannung von zum Beispiel 3 Volt am
» Shunt ein Relais schalten, mit dem ich die 60 Volt Eingangsspannung
» herunterschalten kann. So weit, daß vor der Strombegrenzung nur die halbe
» Eingangsspannung anliegt. Damit wird die thermische Belastung der
» Strombegrenzung gravierend herabgesetzt, während durch die Last weiterhin
» die als Beispiel genannten 100 mA fließen.
Dein Stromregler misst doch den Strom schon. Kannst du dort nicht einen Komparator anschließen?

Wenn du ansonsten eine separate Spannungsversorgung hast, brauchst du den OPV doch nicht mit dem Spannungsfall des Messwiderstandes versorgen.
Kommt halt darauf an, wie genau es werden soll.
Zumindest bräuchtest du keine verschiedenen Widerstände für verschiedene Ströme.

» » Mein Shunt-Schalter soll bei einer Spannung von zum Beispiel 3 Volt am
» » Shunt ein Relais schalten, mit dem ich die 60 Volt Eingangsspannung
» » herunterschalten kann. So weit, daß vor der Strombegrenzung nur die
» halbe
» » Eingangsspannung anliegt. Damit wird die thermische Belastung der
» » Strombegrenzung gravierend herabgesetzt, während durch die Last
» weiterhin
» » die als Beispiel genannten 100 mA fließen.
» Dein Stromregler misst doch den Strom schon. Kannst du dort nicht einen
» Komparator anschließen?
»
» Wenn du ansonsten eine separate Spannungsversorgung hast, brauchst du den
» OPV doch nicht mit dem Spannungsfall des Messwiderstandes versorgen.
» Kommt halt darauf an, wie genau es werden soll.
» Zumindest bräuchtest du keine verschiedenen Widerstände für verschiedene
» Ströme.

Mir fehlt das umfassende Wissen. Darum jetzt erst mal dumm gefragt: Für Spannungsversorgung des Komparators (oder allgemein eines OP) muß doch ein gemeinsamer GND mit den Plus- und Minus-In Eingängen gegeben sein. Oder kann diese (einschließlich der Referenzspannung) auch galvanisch von der Versorgungsspannung getrennt sein? Dann hätte ich ganz andere Möglichkeiten und würde nochmal von vorn anfangen.

» gemeinsamer GND mit den Plus- und Minus-In Eingängen gegeben sein.
Ein gemeinsames Bezugspotential brauchst du schon. Welches das ist, spielt keine Rolle, solange die Hilfsspannung isoliert ist.
Du kannst den Widerstand dann auch in die Plus-Leitung einschleifen und GND für den Komparator am "Ausgang" des Widerstandes definieren.

» » » Den TL061 habe ich gewählt, weil er bereits unter 3V gut funktioniert
» » 3V Spannungsfall über einem Shunt?!
» »
» » » Die Schaltung liegt parallel zu einem Shunt-Widerstand und darf nur
» » geringe
» » » Eigenleistung haben, sonst beeinflußt sie den Shunt, bzw. die
» » Shuntspannung
» » » zu sehr.
» » Klar.
» » Eine separate Spannungsversorgung ist nicht möglich?
» »
» » Welcher Strom wird denn gemessen, und wie hoch ist die speisende
» Spannung?
»
» Doch, separate Spannungsversorgnung ist möglich. Die habe ich bei meiner
» Schaltung ja auch hinter dem Optokoppler.
»
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» Die Spannung beträgt 60 Volt. Der Strom ist einstellbar zwischen 10 und 200
» mA.
»
» Man stelle sich das Ganze wie ein Labornetzteil vor. (allerdings in einem
» kleinen Hand-Gehäuse, demnach kein Platz für Kühlkörper oder Gebläse)
»
» Dieses fiktive "Labornetzteil" liefert bei 60 Volt hinter seiner
» Strombegrenzung an einer Last den eingestellten Strom zwischen 10 und 200
» mA. Hinzu kommt lediglich ein Shunt-Widerstand zwischen Strombegrenzung und
» der Last. An der Last messe ich selbstverständlich keine 60 Volt mehr, denn
» durch die Strombegrenzung wird dem Ohmschen Gesetz folgend die Spannung
» gesenkt. Mein Shunt-Schalter soll nun etwas steuern. Wenn ich zum Beispiel
» auf 100 mA einstelle und 3 Volt für meinen Shunt-Schalter haben muß, dann
» sollte der Shunt 30 Ohm haben. Will ich 5 Volt am Shunt haben, müßte der
» Widerstand 50 Ohm betragen.
»
» Zur Erklärung: Die Last selber ist ein Elektrolysebad mit anfangs hohem
» Widerstand und geringem Strom, der fortwährend ansteigt. Bei hohem Strom
» erzeugt das viel Verlustwärme. Die Spannung an der Last sinkt dabei immer
» weiter ab und die Verlustwärme steigt immer weiter an.
»
» Mein Shunt-Schalter soll bei einer Spannung von zum Beispiel 3 Volt am
» Shunt ein Relais schalten, mit dem ich die 60 Volt Eingangsspannung
» herunterschalten kann. So weit, daß vor der Strombegrenzung nur die halbe
» Eingangsspannung anliegt. Damit wird die thermische Belastung der
» Strombegrenzung gravierend herabgesetzt, während durch die Last weiterhin
» die als Beispiel genannten 100 mA fließen.
Ist es nicht einfacher, du machst die Umschaltung über die Ausgangsspannung oder besser noch über die Differenz der Spannung vor dem Regler und dahinter.
Wenn du z.B. 70V im Eingang hast und der Ausgang sinkt auf 50 (20V Differenz) dann schaltet der Eingang runter.
Das funktioniert dann theoretisch auch anders herum.

PS alternativ geht auch sowas
https://www.pollin.de/p/joy-it-steuerung-fuer-labornetzteil-jt-rd6006-0-60-v-0-6-a-352692

oder dieses
https://www.pollin.de/p/joy-it-programierbares-labornetzteil-jt-dpm8605-352549

für letzteres gibt es auch noch eine Fernbedienung
https://www.pollin.de/p/joy-it-kabellose-fernbedienung-fuer-dpm-labornetzgeraete-352551

Da die Geräte als Step Down Wandler arbeiten steigt die Verlustleistung nicht.

» » gemeinsamer GND mit den Plus- und Minus-In Eingängen gegeben sein.
» Ein gemeinsames Bezugspotential brauchst du schon. Welches das ist, spielt
» keine Rolle, solange die Hilfsspannung isoliert ist.
» Du kannst den Widerstand dann auch in die Plus-Leitung einschleifen und GND
» für den Komparator am "Ausgang" des Widerstandes definieren.

Das ist mir im Wesentlichen klar, aber diese Lösung, die ich anstrebe, ist etwas anspruchsvoll. Ein Vergleich: Man stelle sich einen Brunnen mit Pumpe und einem Wasserschlauch vor. Je nachdem, wie weit ich in meinem Garten mit dem Wasserschlauch spritzen will, soll die Leistung der Pumpe in etwa angepaßt werden. Ich benötige also einen Sensor, der auf Grund der Menge, die tatsächlich durch den Schlauch fließt, eine Rückmeldung an eine Steuerung der Pumpe abgibt und deren Leistung eventuell reduziert.

Auf meine Elektronik bezogen: Ich habe eine Schaltung mit 2 DC-Wandlern, von denen jeder "dual" 2 x 15 Volt aus 5 Volt Eingangsspannung macht. Diese Spannungen sind in Reihe geschaltet, so daß es insgesamt 60 Volt sind. Damit betreibe ich eine Elektrolyse, deren Strom einstellbar ist, zum Beispiel auf 20 mA.

Der Widerstand der Elektrolyse ist anfangs sehr hoch, sinkt aber fortwährend durch Zunahme von Metall, das an den Elektroden abgeschieden wird. Die Strombegrenzung mit einem Linearregler erzeugt viel Wärme in dem kleinen Handgehäuse. Nach ein paar Minuten kann ich aber einen der beiden DC-Wandler abschalten, weil durch den inzwischen gesunkenen Widerstand des Elektrolysebades 30 Volt genügen, um die eingestellten 20 mA fließen zu lassen. Das senkt dann die Abwärme an dem Linearregler gravierend.

Das funktioniert auch jetzt schon recht gut mit anderen Schaltungen, die ich mir im Laufe der Jahre gebastelt habe. Nur ist der Schaltungsaufwand nach meinen Vorstellungen zu hoch und ich suche jetzt mit diesem "Shunt-Schalter" nach einer besseren Möglichkeit.

Der "neue" Shunt-Schalter für sich funktioniert ja so, wie ich ihn hier vorgestellt habe. Ich müßte ihn entweder optimieren, da fehlt bestimmt noch irgendwo ein Kondensator oder mehrere zur Unterdrückung von Schwingungen. Oder man müßte mir eine Lösung mit einem speziellen IC vorschlagen. (den ich suche, ohne zu wissen, ob es ihn überhaupt gibt)

» » » » Den TL061 habe ich gewählt, weil er bereits unter 3V gut
» funktioniert
» » » 3V Spannungsfall über einem Shunt?!
» » »
» » » » Die Schaltung liegt parallel zu einem Shunt-Widerstand und darf nur
» » » geringe
» » » » Eigenleistung haben, sonst beeinflußt sie den Shunt, bzw. die
» » » Shuntspannung
» » » » zu sehr.
» » » Klar.
» » » Eine separate Spannungsversorgung ist nicht möglich?
» » »
» » » Welcher Strom wird denn gemessen, und wie hoch ist die speisende
» » Spannung?
» »
» » Doch, separate Spannungsversorgnung ist möglich. Die habe ich bei meiner
» » Schaltung ja auch hinter dem Optokoppler.
» »
» »
» » Die Spannung beträgt 60 Volt. Der Strom ist einstellbar zwischen 10 und
» 200
» » mA.
» »
» » Man stelle sich das Ganze wie ein Labornetzteil vor. (allerdings in
» einem
» » kleinen Hand-Gehäuse, demnach kein Platz für Kühlkörper oder Gebläse)
» »
» » Dieses fiktive "Labornetzteil" liefert bei 60 Volt hinter seiner
» » Strombegrenzung an einer Last den eingestellten Strom zwischen 10 und
» 200
» » mA. Hinzu kommt lediglich ein Shunt-Widerstand zwischen Strombegrenzung
» und
» » der Last. An der Last messe ich selbstverständlich keine 60 Volt mehr,
» denn
» » durch die Strombegrenzung wird dem Ohmschen Gesetz folgend die Spannung
» » gesenkt. Mein Shunt-Schalter soll nun etwas steuern. Wenn ich zum
» Beispiel
» » auf 100 mA einstelle und 3 Volt für meinen Shunt-Schalter haben muß,
» dann
» » sollte der Shunt 30 Ohm haben. Will ich 5 Volt am Shunt haben, müßte der
» » Widerstand 50 Ohm betragen.
» »
» » Zur Erklärung: Die Last selber ist ein Elektrolysebad mit anfangs hohem
» » Widerstand und geringem Strom, der fortwährend ansteigt. Bei hohem Strom
» » erzeugt das viel Verlustwärme. Die Spannung an der Last sinkt dabei
» immer
» » weiter ab und die Verlustwärme steigt immer weiter an.
» »
» » Mein Shunt-Schalter soll bei einer Spannung von zum Beispiel 3 Volt am
» » Shunt ein Relais schalten, mit dem ich die 60 Volt Eingangsspannung
» » herunterschalten kann. So weit, daß vor der Strombegrenzung nur die
» halbe
» » Eingangsspannung anliegt. Damit wird die thermische Belastung der
» » Strombegrenzung gravierend herabgesetzt, während durch die Last
» weiterhin
» » die als Beispiel genannten 100 mA fließen.
» Ist es nicht einfacher, du machst die Umschaltung über die Ausgangsspannung
» oder besser noch über die Differenz der Spannung vor dem Regler und
» dahinter.
» Wenn du z.B. 70V im Eingang hast und der Ausgang sinkt auf 50 (20V
» Differenz) dann schaltet der Eingang runter.
» Das funktioniert dann theoretisch auch anders herum.

Ich nehme jede Lösung, die mit geringem Aufwand funktioniert. "geringer Aufwand", weil es nicht um eine Einzelfertigung geht und weil es in ein kleines Handgehäuse reinpssen muß. Das Teil von Pollin für 39,96 Euro hab ich bestellt. Danke für den Link! Da werde ich mal reinschauen, aber ich denke, das wird wohl Mikrocontrollergesteuert sein, also nichts mit "Nachbauen".

Na wenn du das unbedingt selber bauen willst, dann nimm einen beliebigen Step Down Wandler IC, der auch 70V Eingangsspannung verträgt
z.B. den
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr36510.pdf
und baue damit eine Konstantstromquelle. Der Spannungsteiler (Anschluss FB auf dem Bild 1. Seite bestimmt die Ausgangsspannung
Ich hab jetzt das Datenblatt nicht durchgelesen, aber gewöhnlich versucht der IC Die Ausgangsspannung so zu regeln, das an dem Eingang 1,25V anliegen
Entfernst du den Spannungsteiler und legst einen Widerstand von FB zum Minus über dem beim gewünschten Ausgangsstrom 1,25V abfallen, und hängst die Minus Seite deines Verbrauchers dann an FB, dann ist das eine Konstantstromquelle. Bei 100mA wären das 12,5 Ohm, bei 10mA, 125 Ohm.
Das Ganze läuft dann mit sehr wenig Verlustleistung über den gesamten Bereich.

Es gibt nicht unendlich viele dieser ICs, wenn man mehr als 40V braucht, aber sicher auch noch einige weitere

» Na wenn du das unbedingt selber bauen willst, dann nimm einen beliebigen
» Step Down Wandler IC, der auch 70V Eingangsspannung verträgt
» z.B. den
» https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr36510.pdf
» und baue damit eine Konstantstromquelle. Der Spannungsteiler (Anschluss FB
» auf dem Bild 1. Seite bestimmt die Ausgangsspannung
» Ich hab jetzt das Datenblatt nicht durchgelesen, aber gewöhnlich versucht
» der IC Die Ausgangsspannung so zu regeln, das an dem Eingang 1,25V
» anliegen
» Entfernst du den Spannungsteiler und legst einen Widerstand von FB zum
» Minus über dem beim gewünschten Ausgangsstrom 1,25V abfallen, und hängst
» die Minus Seite deines Verbrauchers dann an FB, dann ist das eine
» Konstantstromquelle. Bei 100mA wären das 12,5 Ohm, bei 10mA, 125 Ohm.
» Das Ganze läuft dann mit sehr wenig Verlustleistung über den gesamten
» Bereich.
»
» Es gibt nicht unendlich viele dieser ICs, wenn man mehr als 40V braucht,
» aber sicher auch noch einige weitere

Danke für den Hinweis auf den LMR36510. Der scheint auch relativ neu zu sein. Wie ich bei Google sehe, scheint es den derzeit nur bei Mouser zu geben. Und bei Alibaba. Wenn Du andere Lieferanten siehst, lass es mich wissen. Ich besorge mir aber ein paar Stück.

Ist Dein Vorschlag so gemeint, wie auf dem Schaltplan?

» » Na wenn du das unbedingt selber bauen willst, dann nimm einen beliebigen
» » Step Down Wandler IC, der auch 70V Eingangsspannung verträgt
» » z.B. den
» » https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr36510.pdf
» » und baue damit eine Konstantstromquelle. Der Spannungsteiler (Anschluss
» FB
» » auf dem Bild 1. Seite bestimmt die Ausgangsspannung
» » Ich hab jetzt das Datenblatt nicht durchgelesen, aber gewöhnlich
» versucht
» » der IC Die Ausgangsspannung so zu regeln, das an dem Eingang 1,25V
» » anliegen
» » Entfernst du den Spannungsteiler und legst einen Widerstand von FB zum
» » Minus über dem beim gewünschten Ausgangsstrom 1,25V abfallen, und hängst
» » die Minus Seite deines Verbrauchers dann an FB, dann ist das eine
» » Konstantstromquelle. Bei 100mA wären das 12,5 Ohm, bei 10mA, 125 Ohm.
» » Das Ganze läuft dann mit sehr wenig Verlustleistung über den gesamten
» » Bereich.
» »
» » Es gibt nicht unendlich viele dieser ICs, wenn man mehr als 40V braucht,
» » aber sicher auch noch einige weitere
»
» Danke für den Hinweis auf den LMR36510. Der scheint auch relativ neu zu
» sein. Wie ich bei Google sehe, scheint es den derzeit nur bei Mouser zu
» geben. Und bei Alibaba. Wenn Du andere Lieferanten siehst, lass es mich
» wissen. Ich besorge mir aber ein paar Stück.
»
» Ist Dein Vorschlag so gemeint, wie auf dem Schaltplan?
»
»
So ist es gemeint.
Bei großen Strömen hat man im Shunt relativ viel Verluste bei 1,25V, aber bei 100mA ist das zu verschmerzen.

» » » Na wenn du das unbedingt selber bauen willst, dann nimm einen
» beliebigen
» » » Step Down Wandler IC, der auch 70V Eingangsspannung verträgt
» » » z.B. den
» » » https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmr36510.pdf
» » » und baue damit eine Konstantstromquelle. Der Spannungsteiler
» (Anschluss
» » FB
» » » auf dem Bild 1. Seite bestimmt die Ausgangsspannung
» » » Ich hab jetzt das Datenblatt nicht durchgelesen, aber gewöhnlich
» » versucht
» » » der IC Die Ausgangsspannung so zu regeln, das an dem Eingang 1,25V
» » » anliegen
» » » Entfernst du den Spannungsteiler und legst einen Widerstand von FB zum
» » » Minus über dem beim gewünschten Ausgangsstrom 1,25V abfallen, und
» hängst
» » » die Minus Seite deines Verbrauchers dann an FB, dann ist das eine
» » » Konstantstromquelle. Bei 100mA wären das 12,5 Ohm, bei 10mA, 125 Ohm.
» » » Das Ganze läuft dann mit sehr wenig Verlustleistung über den gesamten
» » » Bereich.
» » »
» » » Es gibt nicht unendlich viele dieser ICs, wenn man mehr als 40V
» braucht,
» » » aber sicher auch noch einige weitere
» »
» » Danke für den Hinweis auf den LMR36510. Der scheint auch relativ neu zu
» » sein. Wie ich bei Google sehe, scheint es den derzeit nur bei Mouser zu
» » geben. Und bei Alibaba. Wenn Du andere Lieferanten siehst, lass es mich
» » wissen. Ich besorge mir aber ein paar Stück.
» »
» » Ist Dein Vorschlag so gemeint, wie auf dem Schaltplan?
» »
» »
»
» So ist es gemeint.
» Bei großen Strömen hat man im Shunt relativ viel Verluste bei 1,25V, aber
» bei 100mA ist das zu verschmerzen.

Danke!
Ich hab einige bei Mouser bestellt. Und Dip-Adapter dazu. Ich melde mich dann wieder.

Gruß
HDT