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Board-AnsichtStrommessung - Shunt - Differenzverstärker (Elektronik)
verfasst von Hartwig
, 30.05.2025, 13:04 Uhr
(editiert von Hartwig am 30.05.2025 um 14:16)
Hallo,
Jetzt hab ich deinen ausführlichen Beitrag nur "überflogen", aber es geht dir im Kern offenbar darum, den Strom der Versorgung im USB- Bus zu messen. Und ja, der Differenzverstärker wäre ein Ansatz wegen der einfachen Potenzialtrennung (nicht Isolierung!), wichtiger ist aber ein möglichst geringer Spannungsabfall am Shunt, weil du sonst schnell an die Grenzen der USB - Spezifikaton gerätst. Da gibt es aber ICs, die genau das können:
https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/stromsensor_ac_dc_5_v_soic-8-200887?PROVID=2788&gad_source=1&gad_campaignid=18137109497&gclid=CjwKCAjwruXBBhArEiwACBRtHdIFG8ZsvNh75rYJr8DbbQ-7KVJu6AshFhwHxy3zodslqnoIcbnzZBoCnXgQAvD_BwE
Da würde ich nicht lange überlegen. Es gibt da auch andere Typen mit Shunt statt Hall-Sensor, auch im DIP8 z. B. falls das wichtig sein sollte. Wobei mir gerade die Frage kommt, ob nicht auch USB-Schnittstellenbauteine bereits ein Stromüberwachung integriert habe - also dein Vorhaben evtl. per Software erledigt werden könnte.
PS:
mit dem einfachen Differenzverstärker (wie im Link zuerst gezeigt) wirst du wenig Spaß haben, da wird dir die hohe Gleichtaktaussteurung ein Problem bereiten (es sei denn, du misst im Massezweig, da brauchst Du aber eine negative Versorgung oder eine genau ausgelegte Schaltung mit OPVs, die single-supply geeignet sind. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob ein Shunt in der minus-Versorgung ein Problem bereiten kann.
Die 0.1Ohm hielt ich zunächst für einen realistischen Ansatz - bei 1A 100mV Spannungsabfall wird in den meisten Fällen den Betrieb in der USB-Spezifikation ermöglichen.
Aber um 5mA zu detektieren, mußt du daraus eine handliche Spannung machen. 5mA an 0.1Ohm ergeben 500µV. Da werden dir Temperaturdrift, Offset und Rauschen u.U. Probleme bereiten. Gleiches gilt aber auch für das verlinkte IC - bei genauer Betrachtung der Daten an der unteren Messbereichsgrenze kann das schon kritisch werden. Der Shunt sollte also einen höheren Widerstand haben, was allerdings die USB-Versorgung erschweren kann. Das wird ohne genaue Schaltungsauslegung oder andererseits nötiger Kompromisse nicht ganz einfach sein.
Aber wie gesagt - das entnehme ich Abschätzungen.
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