Перейти к содержанию
    

Эффективный датчик тока

Я разрабатываю систему бесперебойного электроснабжения для велосипеда. Обзор схемы её устройства:

1) Генератор (выбираю PMSM на эту роль, плюс выпрямитель)

2) chopper-регулятор - управляет током заряда

3) Аккумулятор (Li-ion, уже присмотрел)

4) Конечные преобразователи-стабилизатор.

Для схемы управления chopper-стабилизатором мне нужен датчик тока, который позволит измерять силу тока, протекающего через аккумулятор, с падением напряжения на датчике не более 0,1 В при токе 1 А. Вариант с резистором не устраивает из-за проблем с усилением и последующим сравнением тока.

Предлагаю последовательно с аккумулятором включить дроссель и цепочку из параллельно соединённых:

1) Резистора 0,5 Ом - непосредственно датчика тока

3) MOSFET-транзистора (выбрал IRF540), истоком к общему проводу.

Большую часть времени MOSFET-транзистор будет открыт напряжением на его затворе, а короткие (1 мкс) запирающие импульсы (с частотой, например, 100 кГц) будут вызывать импульсы напряжения на резисторе. Схема позволит измерять токи до 2 А, амплитуда импульсов до 1 В. Импульсы без проблем можно усилить усилителем на транзисторе, а затем сравнивать с эталонной величиной (амплитуда импульсов должна сравниваться с 0,45 Вольта с погрешностью 2% и несколькими другими порогами - с погрешностью 10%).

Жду критики и конструктивных предложений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Я разрабатываю систему бесперебойного электроснабжения для велосипеда. Обзор схемы её устройства:

 

Для схемы управления chopper-стабилизатором мне нужен датчик тока, который позволит измерять силу тока, протекающего через аккумулятор, с падением напряжения на датчике не более 0,1 В при токе 1 А. Вариант с резистором не устраивает из-за проблем с усилением и последующим сравнением тока.

Предлагаю последовательно с аккумулятором включить дроссель и цепочку из параллельно соединённых:

1) Резистора 0,5 Ом - непосредственно датчика тока

3) MOSFET-транзистора (выбрал IRF540), истоком к общему проводу.

Большую часть времени MOSFET-транзистор будет открыт напряжением на его затворе, а короткие (1 мкс) запирающие импульсы (с частотой, например, 100 кГц) будут вызывать импульсы напряжения на резисторе. Схема позволит измерять токи до 2 А, амплитуда импульсов до 1 В. Импульсы без проблем можно усилить усилителем на транзисторе, а затем сравнивать с эталонной величиной (амплитуда импульсов должна сравниваться с 0,45 Вольта с погрешностью 2% и несколькими другими порогами - с погрешностью 10%).

Жду критики и конструктивных предложений.

Кардинальнее будет (в духе Вашей борьбы за Зеленый Мир) вообще заменить резистор конденсатором.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Сообразил. Надо взять резистор меньше номиналом (0,1 Ом), с него снимать напряжение на делитель из резистора ~1 кОм и маломощного MOSFET. Подавать на затвор высокочастотные импульсы (меандр) - соответственно такие импульсы будут и на стоке транзистора. Дальше на усилитель, синхронный детектор на MOSFET и компаратор.

 

А нет, импульсы лучше взять со скважностью 10 и шунтировать ещё и резистор 0,1 Ом мощным MOSFET'ом - КПД будет куда больше

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Прикольно. Это МДМ(модуляция-демодуляция). Шунтировать полевиком измерительный резистор - это хорошо. Дроссель - тоже. Мощность на шунт можно пожертвовать с полпроцента той, что идет через аккумулятор. Можно вообще запускать этот МДМ с контроллера одиночным импульсом, чтоб померить.

Ну, вообще-то бывают хорошие ОУ с дрейфом меньше миливольта, мож. будет работать с шунтом. Стоит, наверно, 1-5 баксов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для ОУ в данном применении сильно большая проблема с двуполярным питанием. Мерить - нужно намного чаще переключений контроллера (хотя бы раз 10 за период), поэтому буду использовать независимый генератор, к примеру, на 300 кГц, длительностью "нулей" 330 нс. Частоту генератора постараюсь понизить до 20-30 кГц (номинал вроде около 40), полагаю, аккумулятору высокочастотные колебания зарядного тока не страшны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Посмотрю позже, но чёт сомневаюсь в существовании ОУ с rail-to-rail входом ))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

но чёт сомневаюсь в существовании ОУ с rail-to-rail входом

 

Есть и на сотни вольт hi-rail current sense ИУ

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Есть и на сотни вольт hi-rail current sense ИУ

Не очень-то это автору подойдет по причине того, что в таких current shunt мониторах внутри (поэтому высокоомный) резистивный делитель стоит. А у Автора претензии - измерять быстрее микросекунды. Мне это непонятно, но он хочет. Тогда уж надо посмотреть в сторону ad8129(30). Только добавить еще 4 резистора, чтобы поднять или опустить сигнал в допустимый коридор входного напряжения. Очень эти штучки неплохо работают...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А у Автора претензии - измерять быстрее микросекунды.

 

Мне кажется, Автор апять блажит и пытается изобрести велосипед, с турбонаддувом :)

 

Насчет внешних резисторов -что-то будет утеряно безвозвратно. Например, очарование hi-rail current sense ИУ.

 

Тогда уж надо посмотреть в сторону ad8129(30)

красивая штука, ref есть

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Объясните, что такое hi-rail current sense?

Моё намерение - использовать в качестве датчика тока для микросхемы импульсного преобразователя напряжения элемент с меньшим сопротивлением, чем требуемый по расчёту резистор (на нём 0,3 В падать должно, а мне это много). Поэтому и хочу подавать сигнал через усилитель.

Высоковольтные микросхемы мне не нужны...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Объясните, что такое hi-rail current sense?

 

Датащиты скачать влом?

 

Например, ад8202 позволяет при собственном питании в 5 вольт снимать сигнал с шунта, расположенного на 28 вольт выше относительно общей земли и усиливать этот сигнал точно в 20 раз.

Таким образом, при токе в 1 А через резистор-шунт 0,1 Ом на выходе 8202 можно поиметь 2 вольта

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

На меня не угодишь прям :p У AD8129/8130 маловат диапазон синфазного напряжения на входе и высоковато потребление (хотя не уверен, что у моего варианта будет меньше), а у AD8202 явно не хватит быстродействия...

Шунт включается между "+" бортсети и "+" аккумулятора, напряжение в них - от 3 до 5 Вольт, ток через шунт: из бортсети в батарею до 1 А, из батареи в бортсеть до 10 А. Максимальное падение напряжения на шунте 0,2 Вольта, получаем сопротивление 0,02 Ом (постоянно включенное). В принципе AD8130 при питании от 12 Вольт должен справиться (усиленный в 15 раз сигнал нужно давать относительно "+" бортсети).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...