Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

Remote Voltage Sensing
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=4&t=9899		 Страница 1 от 1
Автор:  [ Вто Фев 21, 2012 5:44 pm ]
Заглавие:  Remote Voltage Sensing
Трябва да измеря напрежението на една 12V батерия с проводник с дължина около 10 метра, за тази цел ми трябва надежден инструментален усилвател, за да елиминирам падовете на напрежение по силовите проводници. Няма да го синтезирам с ОА, трябва всичко да си вътре, само резистора за коефициента на усилване да е изведен и опорната точка, чрез която се променя изходното отместване, освен това трябва да се храни от еднополярно 5V. Някой да е ползвал нещо, което да не е скъпо, но пък и да не е някакъв боклук ?

Четох, че за стабилна работа при инструменталните усилватели се препоръчва коефициент на усилване по-голям от 3, при мен ще се получат лесни сметки ако е 2. Някой сблъсквал ли си е с подобен проблем ?
Автор:  БатеВаньо [ Вто Фев 21, 2012 6:24 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
Предполагам, че ти трябва нещо с по-широк диапазон на входното напрежение от захранването (за да избегнеш и входните делители) и общ коефициент на усилване <1.
Погледни например AD628 - имай само предвид, че входа за отместване трябва да се управлява с нискоомен изход, най-добре с друг операционен усилвател.
Специално този чип не съм го ползвал, но към продукцията на ADI се отнасям с доверие :) .
Автор:  [ Вто Фев 21, 2012 6:29 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
Делителите не мога да ги избягна, защото батерията е 12V, но върху нея може да се получат иглички и до 30-тина волта. Затова и коефицента на усилване ще е малък, може би 2, 3, или 4. За отместването ще се използва прецизен VRef с OA след него, защото точността на измерване трябва да е под 1% ( делителите са 0.1% резистори ).

AD628 скъпичка ми се вижда :-) , засега ще ми трябват 2бр. ( щото меря всъщност две 12V батерии ), но може и 4 да сложа, ако се окаже, че локалното мерене на батериите също се влие от падовете по силовите кабели. От друга странa ни натискат колкото може по-евтино да стане. Ще ги погледна Analog Device, сега се ровя в TI.
Автор:  БатеВаньо [ Вто Фев 21, 2012 6:35 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
В този усилвател (а има и други като него) делителите са вътре. Реално той ти осигурява 10 по-високо синфазно напрежение от захранващото. Усилването му също е 1/10 на първото стъпало, а с второто може да го подбереш колкото ти е удобно.
Автор:  Цецо [ Вто Фев 21, 2012 7:33 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
¶ написа:
Трябва да измеря напрежението на една 12V батерия с проводник с дължина около 10 метра, за тази цел ми трябва надежден инструментален усилвател, за да елиминирам падовете на напрежение по силовите проводници. Няма да го синтезирам с ОА, трябва всичко да си вътре, само резистора за коефициента на усилване да е изведен и опорната точка, чрез която се променя изходното отместване, освен това трябва да се храни от еднополярно 5V. Някой да е ползвал нещо, което да не е скъпо, но пък и да не е някакъв боклук ?

Четох, че за стабилна работа при инструменталните усилватели се препоръчва коефициент на усилване по-голям от 3, при мен ще се получат лесни сметки ако е 2. Някой сблъсквал ли си е с подобен проблем ?


1. Инструментални усилватели се правят предимно от две фирми - Analog и TI. Други не виждам смисъл да гледаш. Аз лично работя с Analog, защото тези на TI все нещо не ми пасва.

2. CMRR расте с усилването. Това е причината да се препоръчва по-високо усилване. Няма "по-голям от 3", има "максмиално голям". Демек колко повече, толкова повече. Например AD623, който е класика в жанра, има CMRR 90dB при G=1 и 100dB при G=10 (цитирам по памет). Никой не ти пречи да ползваш усилване 2, просто ти пада CMRR. Имай предвид, че много от инструменталните усилватели имат минимален G >= 5.

Погледни AD623, това е изпитан чип от предишното поколение, в много от приложенията се оказва оптимален като цена/параметри. Аз в момента масово ползвам AD8226 който е нещо подобно, една идея по-евтини.
Автор:  [ Сря Фев 22, 2012 5:48 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
За сега се спрях на INA826 на TI. Vref пина ще отиде директно на минус, батерията винаги ще ми дава положителен потенциал, няма как да стане отрицателен, че да ми трябва отместване :-) . И резистор за усилването няма да слагам, тъй като усилване 1 ще ми свърши идеална работа, просто ще си използвам старите делители и ОА дето го имам като повторител ще бъде заместен от INA826 .

Остана обаче друга питанка, освен отдалеченето мерене на батерията ще имам и локално, потребителя ако иска по-точно мерене ще си пусне допълнителни тънки проводници за сигнала в паралел със силовите, ако не иска ще свърже само силовите проводници. Чудя се как да комбинирам отдалеченото с локалното измерване, така че да използвам най-малко компоненти. Възможните варианти са:
- да дублирам входните делители, филтрите и ОА и да подам сигнала на друг вход на АЦП-то;
- да дублирам само входните делители и филтъра и сигнала след това да го подам на мултиплексор, на втория вход на мултиплексора ще свържа изходния сигнал от INA826, след което сигнала ще се мери на един и същи вход на АЦП-то, по подразбиране мултиплексора ще мери отдалечения сигнал, ако не е свързан проводника напрежението ще ми е много ниско, тогава ще превключвам на локално мерене. Става доста сложно
- да сложа пред входните делители някакъв високоволтов мултиплексор, по подразбиране мери отдалечено, ако няма сигнал, превключвам го на локално, от време на време мога да превключвам за отдалечено мерене. Но не съм срещал високоволтови аналогови мултиплексори. Едната батерия е 12V, но другата е 24V. Всъщност двете са свързани последователно. Има вариант да ги меря по отделно, но ме бърка плащата земя на горната батерия, затуй меря долната, след това меря двете заедно и така намирам напрежението на горната.

Друга питанка която възника вчера е как да се защити устройството от обратно включване. За тази цел трябва да имам ключове, които да изключват двете плюсови вериги към устройството от последователно свързаните батерии. Идеална работа биха ми свършили мощни P канални MOSFET-и, лошото е че за ток от 300А трябва да навържа няколко, те имат и високо съпротивление на канала и ще изискват радиатори, но пък няма да ми трябват гейт драйвери. Ако използвам N канални, плюс им е ниското съпротивление ( тези на които сме се спрели са 200А, 3mOhms ), но пък изискват гейт драйвери. Вчера успях да намеря мощен P канален, SUM110P06-07L-E3 Vishay, 60V/110A/6.9mOhms, $1.52 @ 500pcs. Притеснява ме обаче липсата на разнообразие, ако заложа на него току виж утре го спрели от производство. Измайсторих една схема на защита от обратно свързване с N канални, едното рамо на +12V, другото на GND, но пък при това на +12V е последователно на 200A бобина 10uH, която може и да му попречи да работи правилно. Голямо мазало стана.

Плюса на ключовете за защита от обратно свързване е, че мога да използвам Rdson и да меря пада върху него с някой high side токов сенсор, плюс температурен сенсор, за да мога да пресмятам при различните температури колко е горе долу Rdson.

Устройството е изравнител на батерии.

Прикачени файлове:
Коментар на файл: Battery Equalizer
BatteryEqualizer.pdf [21.1 KiB]
398 пъти
Автор:  emilvtc [ Сря Фев 22, 2012 6:28 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
Не знам как ще са ти куплунгите и клемите, но ако позволяват можеш да направиш както са напреженовите изходи на ТЕС-овете (лабораторните захранващи блокове). Т.е. имаш 4 клеми - 2 по 2 се окъсяват при "дву-проводно" свързване или се използват и 4-те при "четири-проводно (отдалечено измерване на батерията ти).

Така няма нужда от мултиплексори, дублиране на делителите и усилвателите ... Разбира се ще имаш клеми в повече, които ще трябва да се окъсяват 2 по 2 при "локално" измерване на батерията ...
Автор:  itso.t [ Сря Фев 22, 2012 6:37 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
На "тесовете" има резистор от порядъка на 100 ома между съответният изход и входа за обратната връзка, за да не увисне последната при недобро "окъсяване" на клемите и да замирише на топъл силиций от захранваното изделие. :D
Може и да е приложимо в конкретния случай...
Автор:  emilvtc [ Сря Фев 22, 2012 6:48 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
itso.t написа:
На "тесовете" има резистор от порядъка на 100 ома между съответният изход и входа за обратната връзка, за да не увисне последната при недобро "окъсяване" на клемите и да замирише на топъл силиций от захранваното изделие. :D
Може и да е приложимо в конкретния случай...


Така е, но все пак ТЕС-а е източник, а тук до колкото схванах говорим за измерване - т.е. сигналите са входни и високоомни :-)
Автор:  БатеВаньо [ Сря Фев 22, 2012 7:32 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
Според мен дублирай делителите и филтрите и сложи мултиплексор преди усилвателя.
Впрочем, няма никакъв проблем с отместената маса на горната батерия - ако имаш делители оразмерени за 24V (т.е. свалят това напрежение в обхвата на долустимите входни напрежения на усилвателя), може просто да го включиш към двата му входа - той затова е инструментален усилвател, за да ти даде в изхода разликата от двете напрежения.
Щом така и така сложиш мултиплексор, може да използваш само един усилвател и да го превключваш към горната или долната батерия, локално или дистанционно.
TI и Analog Devices имат голяма гама мултиплексори (на TI са май по-евтини).
Автор:  [ Сря Фев 22, 2012 7:35 pm ]
Заглавие:  Re: Remote Voltage Sensing
За българските ТЕС-ове бях забравил, че са така, във фирмата които имаме регулират само на клемата на ТЕС, върху товара не могат.

Изравнителя на батерии ( battery equalizer ) е и източник и консуматор. В един момент взема енергия от едната батерия, в следващия момент е отдава на другата батерия, процеса продължава докато напрежението на двете батерии се изравни. Имам 3 големи терминала: +24V, +12V и GND. Проводниците за отдалечено мерене барабар с J1939 мрежата са на отделен кръгъл водоустойчив 14-пинов Deutch конектор. Оттам заминават, примерно на няколко метра, да мерят напрежението на батериите. Ако прекъснат измервателните проводници имам изискване да премина на локално мерене, т.е. да меря напрежението на терминалите +24V, +12V спрямо GND. Българските ТЕС-ове нямат такава защита и тогава вдигат изходното напрежение на максимум. То е понятно защо нямат, предполага се, че потребителя осъзнава много добре какво прави с тези проводници. При мен потребителя е случаен човек, може да е шАфьор на камион, на автобус, или собственик на домашно направена соларна инсталация, така че трябва да мога ако прекъснат измервателните проводници да превключа на локално измерване без да му подпаля каручката или барачката :D

Всъщност мултиплексора може да ми са 2 обикновени високоволтови FET транзистора още преди делителите. На Deutch конектора имам пин, на който като се подаде +24V се разрешава отдалеченото мерене. Меря, и ако видя, че меря глупости, тогава превключвам мултиплексора към локално мерене, индицирам със светодиод, че има проблем в проводниците и продължавам работя само на локално мерене до следващия Reset.

От друга страна АЦП-то е 16-канално, използвам до момента 8 входа ( 2 за външно опорно напрежение, 2 за локалното напрежение, 2 за тоците от/към батериите и 2 за температура на мощните ключове ). Може би е не си заслужава да се занимавам с мултиплексори, дублирането на делители и филтри, след това през ОУ към следващия вход на АЦП-то.
Страница 1 от 1 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/