Hallo allerseits, ich habe den Auftrag eine Stromquelle zu entwickeln. Folgende Randdaten sind bekannt : Spannung max. 20V DC Strom regelbar von 0 - 100A (z.b. ueber Poti, am liebsten ueber PC) Ein Trafo fuer diese Leistung waere kein Problem (liegt beim Kunden). Eine Stromregelung auf Basis des LM317 (oder so) ist bekannt, aber wie bekomme ich die 100A hin? Das System soll fuer eine Widerstandsmessung von dicken(!) Kabeln im Bereich von 200mOhm eingesetzt werden. Hat jemand eine Idee bzw. einen Schaltplan fuer eine solche Stromregelung?
Warum misst man mit so grossen Stroemen? Welchen Vorteil hat das?
Ich dachte, es sei einfacher schwachem Strom sehr präzise mit fertigen IC's zu regeln und mit entsprechneder Standardelektronik auf Promille genau zu messen.
Bei so starken Stroemen treten doch viele Nebeneffekte ein... Kabel wird warm, starke Magnetfelder und das Netzteil ist eine Herausforderung.
schon im Nuehrmann gesucht? Professionelle Schaltungstechnik in x Baenden Wahrscheinlich wird man ca. 100 A nehmen, die genau messen und daraus den Wiederstand errechnen.
- bei 0,2 Ohm des Kabels reichen die 20V gerade für 100A, an der Quelle darf also nichts mehr extra abfallen - so kaum machbar
- wie stabil sind die 20V? Brechen die bei 100A auch nicht ein? "Trafo" klingt nicht nach geregeltem Netzteil
Ansonsten würde ich sagen: eine grössere Anzahl kräftiger FETs(BUZxx,IRFxxx) mit Sourcewiderständen zur Symmetrierung zusammenschalten, an letzteren gleich den Strom messen zur Regelung. Das Ganze auf einen gewaltigen Kühlkörper (2000W müssen im Extremfall weg!), evtl. in Wasser-/Ölbad versenken und/oder Lüfter dran.....
Dazu noch eine Regelung, ein 317 ist imho kaum noch sinnvoll bei sowas.
Wenn euch der Preis nicht umhaut wäre so ein nettes Gerätchen im handlichen 19"-Format wohl die bessere Lösung.
Das ist doch hahnebüchener Unfug. Weshalb sollte man derart hohe Spannung für eine Widerstandsmessung benötigen? Richtige Milliohmmeter kriegen das mit weitaus weniger Strom hin, und mit dennoch enormer Genauigkeit. Schau dir mal an was Agilent da so anbietet, musst ja nicht unbedingt auf den Preis achten.
Stimmt die Einheit? Wenn ja, warum muss der Strom so groß sein?
Und auf wieviele ppm genau sollen die 100A sein? Schon über die Kabelerwärmung bei 2kW nachgedacht? Kupfer z.B. hat so 3000ppm/K. Da muss die Temperatur berücksichtigt werden!
Wie genau ist der kleinste zu messende Widerstand und wie genau muss der noch gemessen werden?
Wäre es nicht besser das Geld nicht in die Stromquelle, sondern für das passende Messgerät zu investieren, z.B.
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Oder wie wäre es einen Präzisionsshunt und das Kabel in Reihe mit einer einfache Quelle (z. B. Akku) zu verbinden und gleichzeitig beide Spannungsabfälle auszuwerten? U1/U2=R1/R2
Vielleicht weil die Eigenerwärmung bei Nennstrom mit einfließen soll?
Ansgar
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:-) Im Prinzip genauso. Viele Transistoren bzw. FETs parallel halt. Und die Wasserkühlung für die Längsregler und für den Shunt für die Stromregelung nicht vergessen.
Wir hatten sowas für ein Spektrometer im Einsatz. Das Geräte konnte nominell 100V/600A. Wir haben aber nur gut 100A gebraucht. Da habe ich ein paar mal dran rumgebastelt (Regelverstärker ersetzt, digitale Steuerung eingebaut). Für's Grobe war ein 3-phasiger Stelltrafo drin.
Das ist indes Sinnfrei.
Das geht vermutlich sogar mit Billig-Soundkarte, HiFi-Verstärker und einem Referenzwiderstand schon auf 5% genau. OK, vielleicht noch zwei INA105 für 4-wire, aber dann sind auch schon 1% und weniger drin.
Trafo? Du sollst also ein komplettes Netzteil entwickeln?
Mit einem fetten FET. Zum Beispiel den STE180NE10. Der ist laut Datenblatt für maximal 180 A gut. R_on ist nur 4.5 mOhm.
Ich habe neulich ein ähnliches Projekt gehabt. Dabei sollten 30 A einer Spule für eine Magneto-Optische Falle (MOT) möglichst genau auf vom Computer vorgegebene Werte geregelt werden.
Shunt-Widerstände haben den Nachteil, dass sie sich bei der Benutzung erwärmen und damit driften. Die bessere Lösung ist ein auf dem Magnetfeld der Stromleitung beruhender Stromsensor. Die Firma Danfysik stellt solche Sensoren auf der Basis des Hall-Effekts und mit integriertem Vorverstärker her. Dabei liegen alle relevanten Specs im 1e-6 Bereich. (
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). Der Ausgang dieses Stromsensors ist ein Strom im Bereich 0 - 100mA, den wir über einen 20 Ohm Präzisionswiderstand (Typ Vishay S 102) geschickt haben. Die an deisem Widerstand abfallende Spannung wird mit einem Instrumentation Opamp gemessen. Die Differenz zu einem von einer AD-Karte vorgegebenen Sollwert geht an einen analogen PID-Regler, der über eine Opamp-Schaltung mit zwei Transistoren den FET ansteuert. Da die Kennlinie des FET reichlich nichtlinear ist, ist die Endstufe durch Rückkopplung der am FET abfallenden Spannung linearisiert. Dadurch sieht das System für den PID-Regler für kleine und große Ströme gleich aus. Es reicht, die Parameter einmal einzustellen.
Das Ganze funktioniert sehr gut mit einer Autobatterie als Stromquelle. Ein Netzteil von E/A vertrug sich mit der durch dei Regelung schwankenden Last überhaupt nicht. Ein fettes Netzteil von Heinzinger, das wohl 9000EUR aus dem Projekt-Etat bekommen hat, verhielt sich zwar nicht ganz so passiv wie die Batterie. Aber es war kooperativ genug, dass Restrippel im Strom um eine Größenordnung vermindert werden konnten.
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Kai-Martin Knaak
Universität Hannover, Inst. für Quantenoptik tel: +49-511-762-2895
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Es werden diese hohen Stroeme benoetigt, weil u.a. auch ein Leistungsschalter unter Last mitgemessen werden soll. Was genau der Kunde will, weiss ich leider auch nicht (er macht auf Geheim)... Auf jeden Fall sind die c.a. 100A fuer ihn wichtig.
Anders. 1.2 V am Messwiderstand kann man sich da kaum leisten. Entweder spezieller Shunt und Messverstärker in der Gegenkopplung, oder wie erwähnt, magnetische Sensoren auf Kompensationsprinzip (erkennbar am Stromausgang), LEM hat sicher auch welche.
Der wichtigste Faktor: Der Kunde ist König. Hier kamen auch die Physiker und wollten ein Konstantstromnetzgerät, 1000 A, Compliance 1000 V, Genauigkeit 18 bit. Schade, dass die Ings jetzt, nachdem es funktioniert, die Pläne nicht ins Netz stellen. Allein schon der Teil vom Netz bis zum Zwischenkreis war ziemlich beeindrucken. Jedenfalls hatten sie keine Probleme, die Posterwände mit Schemata vollzukriegen.
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