Operationsverstärker UA741

Hallo,
ich möchte mir eine Stromsenke bauen und den Strom mit einem AD Wandler am PC messen.
Hier ist der Schaltplan!


Jetzt zu meinem Problem. Wenn kein Strom fließt, dann sind am Ausgang des OPs ca. 2 Volt. Erst wenn am Messshunt mehr als 20mV abfallen, verstärkt der OP auch. Hab auch schon probiert mit einem Poti Offset abzugleichen, was aber nur ein paar zehntel Volt am Ausgang veränderte.

Ich denke das der 741 für eine solche Schaltung nicht so gut geeignet ist, der lag aber noch rum und ich wollte es nur mal testen, ob die Schaltung funktioniert.
Was wäre ein geeigneter OP mit geringer Offsetspannung??

mfg Mike
 
Hallo Michael,

hier einige Anmerkungen zu Deiner Schaltung:

Der Wert 0,001 Ohm ist soweit OK, bedenke die Verlustleistung !
50A @ 0.001 Ohm -> 2,5 Watt
50A @ 0,01 Ohm -> 25 Watt !!

Der 741 ist ungeeignet, für solche hohen Verstärkungen würde ich einen OP-07 nehmen (oder etwas in der Liga). Es muß ein Präzisions-OP mit geringem und/oder abgleichbarem Offset sein.

Der OP benötigt eine symmetrische Spannungsversorgung, also z.B. +/- 12 Volt, ansonsten Treten Problem in der Nähe der Nullage auf.

Die Eingänge des OP dürfen nicht außerhalb der Versorgungsspannung betrieben werden, also muß der Messhunt nach unten.

Der Sollwert (Poti) sollte auf einen Regler (I-Regler, ein OP) gehen, also nicht direkt auf den Transistor; bedingt durch Temperatureinflüsse am Transistor wirst Du keinen stabilen Strom einstellen können.

Der Shunt sollte auf jeden Fall ein echter 4-Pol-Shunt (kostet ca. 10 Eur bei Conrads) sein, ansonsten treten auch hier Drift-Probleme auf. Die Meßgenauigkeit ist bei 4-Pol-Messhunts in der Regel sehr hoch (< 1%).

Viel Spaß beim basteln

Achim
 
Hallo,
danke erstmal.
Also der Messhunt passt schon, da 10 Transistoren und 10 Lampen parallel geschaltet sind. Es kann ein Maximaler Strom von 60 Amper fließen und der Messhunt ist 4 Polig.

So nun zum OP.

Also wenn ich den Messhunt Minusseitig einbaue und wieder den einfach Differnzverstärker aufbaue, funktioniert dann die Schaltung?? Natürlich die mit einem OP07 oder LM324 und eine symetrische Spannungsversorgung.

Achja messen muss ich immer gegen Masse, da der AD Wandler eine gemeinsamme Masse hat.

mfg Mike
 

Urlo

User
Hi,

ich würde sagen, dass du bei einer Eingangsspannung von 35V (die ja bei der Schaltung auch fast vollständig an den Pins des OPVs anliegen) nie ein vernünftige Ergebnis bekommen wirst - wie gering die Gleichtaktverstärung auch immer sein mag. Ich dachte immer, dass die Spannung am Eingang nicht über der Versorgungsspannung liegen darf. Unter anderen könntest du den Strom vielleicht besser unterhalb der Lampe messen (Korrektur des Basistromes) mit Bezug auf (-), dem Ganzen mal was mehr Messpannung (min. 10mOhm Shunt) spendieren und/oder einen Instrumentalverstärker aufbauen.

cu
Ulrich
 
Hallo Michael,

Ein klares Jein !

Wenn Du den Shunt zwischen Masse und den Glühbirnen einbaust funktioniert der Messverstärker einwandfrei.

Das Problem ist aber die eigentliche Stromsenke: Der Basisstrom fließt über die Lampen. Über BE müssen ca. 0,7 Volt abfallen. An den Glühbirnen dürfen also maximal ca. 10 Volt abfallen damit die Basis noch mit genügend Strom versorgt wird. 25 Volt fallen demnach ueber die Transistoren ab.

Transistoren parallel zu schalten ist im Analog-betrieb nicht so einfach moeglich. Durch die verschiedenen Kennlinien wir der Strom nicht gleichmaessig verteilt. Man schleift in der Regel pro Transistor einen Hochlastwiderstand (ca. 0,22Ohm, 5Watt) in den Emitter ein. Dadurch wird eine halbwegs gleichmaessige Stromverteilung erreicht.

Achim
 
Hallo,
also die Stromsenke selber funktioniert einwandfrei. Ich hab schon einen 17 Zelligen Akku mit 60 Amper entladen. Auch test aufbauten (allerdings mit nur 2 Transistoren)und 30 Volt haben funktioniert.

Das einzige Problem was ich habe ist das mit dem Strom messen. Aber dem nächst werd ich es mal nach eueren Tipps bauen!

mfg Mike
 
Hallo Michael,

versuch es mal mit einer zusätzlichen separaten Spannung von 5 ... 24V die Du nach dem kurz aufgerissenen Schaltbid aufbaust, dann wirst Du ohne Offsetabgleichsspannung auskommen, wobei Du den Nullabgleich mit dem Poti machen kannst, wie für Deinen Zweck den Anfang des Messbereiches.
Ich habe immer bei Mess- und Regelungsschaltungen und Spannungen im mV - Bereich oder darunter den CA 3130 (für kleinere Spannungen) oder den CA 3140 verwendet. Es gibt heute bestimmt auch noch andere Typen mit FET - Eingängen.
Bereits von Achim erwähnt musst Du auf die Dimensionierung des Messwiderstandes achten und klaro ebenso auf die Polarität, dann müsste es gehen.
Solltest Du nach dieser oder einer anderen Schaltung Erfolg haben, teile es bitte in diesem Fred mit.



Willst Du eine universielle, portable Messung für große Ströme haben, kannst Du wie ich vor etwa 15 Jahren ein vorhandenes Messgerät mit einem Shunt erweitern, was ich des öfteren noch heute nutze. Dann schau mal hier: http://www.aero-hg.de/2shunt.htm

[ 17. November 2004, 15:43: Beitrag editiert von: Günther Hager ]
 
Hallo,
hab heute einen Versuchsaufbau mit einem OP07CP gemacht, welcher auch einwandfrei funkionierte.
Meine Änderungen.
OP mit einer symetrischen Betriebsspannung versorgt und den Messshunt Minusseitig eingebaut.
Der Verstärker funkioniert jetzt. Slebst wenn kein Strom fließt geht auch die Ausgangspannung auf Null zurück. (liegt anscheinend an der symetrischen Betriebsspannung)

Danke alle, ihr habt mir sehr geholfen!!!

mfg Mike

[ 29. November 2004, 12:15: Beitrag editiert von: Michael K. ]
 

funduz

User
Hi,

also ich bin kein Elektronikexperte, habe aber schon so einige Schaltungen aufgebaut, Grundkenntnisse sind vorhanden.

Meine Frage zu der Schaltung ist, wie hoch ist die Ausgangsspannung bei einem 0,001 Ohm shunt bei z.B. 50 A.

Ich suche eine vergleichbare Schaltung für mein Simprop Vario, die max Eingangsspannung darf 1 Volt nicht überschreiten, kann ich die Schaltung so wie sie ist dafür einsetzen?

Es gibt "IC´s" von Allegromicro.com, mit eingebautem Shunt und Verstärkerschaltung, z.B. Current Sensor ACS 750x CA-100, sieht genial einfach aus.
Hat damit schon mal jemand gearbeitet, kann mir da jemand helfen?

schönen Gruß
funduz

[ 01. Dezember 2004, 23:29: Beitrag editiert von: funduz ]
 
Hallo,
die Spannung welche am Messhunt abfällt wäre 50mV. (Strom(U)*Ohm(R)=Spannung(U)
Ja müsste funktionieren. Du musst halt den Messhunt Minusseitig (zwieschen Lampe und Masse) einbauen.
Beim Differnzverstärker musst nur die Widerstände ändern, damit er nicht so stark verstärkt,da die Maximale Ausgangspannung nur 1 Volt betragen soll.
Der in meiner Schaltung verstärkt das 100 Fache. Es liegen einfach die beiden Widerstände im Verhältins. 100kOhm/1kOhn=100
Achja der OP braucht eine Symetrische Spannung. Plus und Minus 12 Volt. Ich hab das Problem mit einem DC DC Modul gelöst. Die gibts fertig aufgebaut und machen dann aus 12 Volt, + und - 12 Volt daraus. Bei Reichelt kostet ein 2 Watt Modul 8 Euro...

mfg Mike
 
Hallo Michael, die Versorgungsspannung für einen OP-AMP braucht nicht symetriesch sein, sondern kann auch asymetrisch sein und kann durch Spannungsteiler mit zwei Widerständen gebildet werden.
Bei meiner bereits vorgeschlagenen obigen Schaltung habe ich es dargestellt und zugleich die Nullpunktkorrektur für den Ausgang (mit dem Poti einstellbar) dargestellt. Auf jedenfall kann man es auch wie in den Applikationen als Prinziep dargestellt auch für mein Dafürhalten etwas aufwändiger machen.
 
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