Berechnung des Operationsverstärkers zur Strommessung

Ich versuche, den Strom mit der Messwiderstandsmethode zu messen.

Low-Side-Current-Sensing-Methode:

  • Ich verwende einen Shunt-Widerstand auf der niedrigen Seite, es wird einen Spannungsabfall über dem Widerstand geben.
  • Da der Spannungsabfall sehr gering ist, können wir mit einem Operationsverstärker auf den erforderlichen Spannungspegel für den ADC-Eingang des Mikrocontrollers verstärken.

Die Nennwerte sind I = 30 & R = 0,001 (2 Watt)

Spannungsabfall am Widerstand,

Vrsense = IR
        = 30 * 0.001
        = 0.03 volt

Verlustleistung im Widerstand,

P = I * I * R
  = 30 * 30 * 0.001
  = 0.9 Watts

Verstärkung des Operationsverstärkers,

Vout = Vrsense * (1+ Rf / R1)
     = 0.03 * (48)
     = 1.44

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Mein Zweifel ist, dass LM358 eine maximale Stromversorgung von 36 Volt hat, aber ich verwende 50 bis 60 Volt. Ich dachte, dass der Eingangskanal einen Nullstrom zulässt, sodass die Bereitstellung einer solchen Versorgung kein Problem darstellt. Da ich neu bei Operationsverstärkern bin, korrigiert mich, Freunde, wenn ich falsch liege. Oder ich muss einen anderen Operationsverstärker verwenden.

Antworten (2)

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Abbildung 1. Low-Side-Strommessspannungen.

  • Da (2) mit Masse verbunden ist, beträgt die Spannung an diesem Punkt 0 V, nicht 49,97.
  • Wenn 30 A durch die Last fließen, beträgt die Spannung an (1) + 0,030 V, nicht 50 bis 60 V.
  • Wenn Sie den Chip bei (3) mit 3 bis 36 V versorgen, ist alles in Ordnung. Ich wäre großzügig und verwende 5 bis 30 V.
Ihre Schaltung hat ZWEI Masseknoten. Wie kann man diese auf der gleichen ("Null") Spannung halten? Wenn die 30 Ampere den linken GROUND-Bereich verlassen, verursacht der Strom überall Spannungsabfälle. Führt das zu einem Fehler?
Dies funktioniert gut (@analogsystemsrf, die Differenzverstärkerkonfiguration sollte kleine Erdungsunterschiede aufheben, vorausgesetzt, die Widerstände sind gut aufeinander abgestimmt). OP sollte jedoch beachten, dass der LM358 für diese Anwendung nicht sehr geeignet ist. Bei einem Vos von max. 3 mV bei 25 °C ergibt sich allein aus diesem Grund ein Fehler von +/- 3 A, und es beginnt möglicherweise nichts zu lesen, bis der Strom 3 A überschreitet, da der Ausgang nicht unter der Erde schwingen kann. Plus Temperaturdrift. Ein "Zero-Drift"-Operationsverstärker wäre viel besser.

[Anmerkung: Diese Antwort wurde geschrieben, bevor die Frage überarbeitet wurde, um einen Schaltplan einzuschließen]

Mein Zweifel ist, dass LM358 eine maximale Stromversorgung von 36 Volt hat, aber ich verwende 50 bis 60 Volt.

Sehr wahrscheinlich werden Sie den LM358 beschädigen. Die Begrenzung der maximalen Versorgungsspannung verhindert höchstwahrscheinlich eine Beschädigung des ICs aufgrund eines Ausfalls (ein zu hohes elektrisches Feld an einer Stelle, an der kein Strom fließen soll). Keiner der anderen Parameter, die Sie erwähnt haben, hat etwas damit zu tun.

Wenn Sie möchten, dass diese Schaltung zuverlässig ist, müssen Sie entweder einen Operationsverstärker finden, der mit 60 V betrieben werden kann (von denen es wirklich nicht sehr viele gibt), oder die Spannung reduzieren, die Sie an den LM358 liefern.

Die Verwendung eines Spannungsteilers im lm358-Eingangskanal (invertierend und nicht invertierend) könnte für dieses Problem lösbar sein?
@Nihal, Wenn Sie nur 60 V an die Stromanschlüsse anschließen, wird das Teil wahrscheinlich beschädigt.
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