Stromquelle für extrem niederohmige Last

Jan 08, 2026 Last reply: 6 months ago 16 Replies

Nabend allerseits,


ich muß "im Feld" eine Handvoll Anlagen nachjustieren, deren Offset etwas aus dem Tritt geraten ist. Ein ACS712 mißt hier einen Ladestrom und wird bei der Fertigung so abgeglichen, daß die Ausgangsspannung bei 1A und 10A linear ist und dann wird der Offset auf Minimum gedreht. Der ACS liefert bei 0A theoretisch genau die Hälfte der Betriebsspannung und packt dann



185mV/A drauf. Die Software unterdrückt alles unter 100mA, real liegt der minimal erreichbare Offset bei 35-40mA. Jetzt habe ich aber einige Anlagen, die irgendwo zwischen 0,1 und 0,2A anzeigen.

Mir schwebt da ein Wechselakku aus dem Werkzeugkoffer vor, der eine umschaltbare Stromquelle speist. Problem ist der ACS712, der auf Hall-Basis arbeitet und nur 2mOhm Innenwiderstand hat. Dessen Leiterschleife geht direkt auf einen



2-poligen Platinenstecker und dort würde ich den Kalibrator gerne direkt andocken. Mit allem Brimborium kommen da vielleicht 20mOhm zusammen. Welches Schaltungsdesign würde man für diesen Anwendungsfall wählen? Es soll nicht wärmer werden, als unbedingt nötig, der Abgleich eines Moduls dürfte in längstens 20 sec erledigt sein.

MfG



Frank


Für 1A / 10A ? Wenn der Sensor linear ist, wäre natürlich 1A / 2A einfacher...

Da ich öfter an 24Vdc Industriegeräten arbeite ( mit deutlich kleinerem Strom ) habe ich mir von ebay.de billig eine runtergewirtschaftete Makita Akku-Bohrmaschine besorgt und den Unterteil Akku/Ladegerät abgesägt. War für Debugging von Anlagen vor Ort gedacht. Verwende ich heute aber meist für precompliance EMV-Tests. Ein käuflicher step-down DCDC 24V/3,3V würde sich wohl finden. DCDC

3,3V/ca.0V müsste man selber bauen. Es sei denn es findet sich bei Peltier-Ausrüstern passender DCDC.

Frage ob man 20sec Strom liefern will. Oder

1sec Strom liefern, Ausgang des ACS712 messen. Dann dieses Signal in die Schaltung sekundärseitig per override einspeisen. Für SO8 gibt es Testclips.

MfG JRD

Da wäre zu prüfen wie weit man mit einer

1,5V Mono *Batterie* im Halter gefolgt von einem Längsregler NFet auf Kühlkörper kommt. Wenn eine pro Anlage verbraucht wird wirtschaftlicher als Akkus.

MfG JRD

Rafael Deliano schrieb am Fri, 9 Jan 2026 09:55:52 +0100:

Ich habe reichlich Zubehör für große "Makita"-Akkus (also die kompatiblen aus alternativen Quellen) und sogar schon den Prototyp einer Spannungsreferenz mit LM399H um die Messung der Akkuspannung bei

13,75V zu kalibrieren. Daran mangelt es also nicht.

Aber Du hast mich im ersten Posting auf eine gute Idee gebracht und ich werde mal prüfen, ob man die Linearität nicht auch mit 3 oder 4A einstellen kann. Große Präzision ist eh nicht erforderlich, der ACS ist wirklich sehr linear, am ehesten stört uns der Offset.

Es wird eine Brennstoffzelle im Ladebetrieb überwacht und wirklich relevant sind die Schwellen für "lädt jetzt" und "lädt nicht mehr", die beide <1A liegen. Der eigentliche Ladestrom von bis zu 5A wird dann nur angezeigt und es ist anzunehmen, daß da nie jemand in dem Moment anwesend ist und auf das Display schaut.

Danke erstmal!

Frank

Wie wär's mit eine elektronische Last vom schnellen Ali?

Bei Querlesen finde ich Module mit dicken Widerstand, Lüfter, Bluetooth, USB, Händi-Äpp, und auch "constant current mode". Da könnte man doch nen Akku/Batterie/Bleizelle/NiCd/NiMH mit 10A entladen, passende cutoff voltage schont die Quelle, und gut? Genauigkeit einmal im Labor mit eine gscheiten Amperemeter überprüfen, und hoffen die Module sind ausreichend reproduzierbar und stabil...

Thomas Prufer

Thomas Prufer schrieb am Sat, 10 Jan 2026 10:04:23 +0100:

Habbichschon! KP184, cooles Teil, gibt es auch eine genauso coole Software dafür (von einem Hobbyisten). Damit wird bei der Fertigung abgeglichen. Braucht aber trotzdem noch eine Stromquelle und dann wird es langsam unbequem.

Für 1A und 10A (nach Rafaels Idee, auch nur 5A) würde mir ein Umschalter reichen, der Rest wird einmal kalibriert und gut ist.

"Im Feld" ist auch immer eine Frage des Umfelds. Manche Anlagen sind in Outdoor-Schränken, da steht man auf der Wiese, manche hängen auf versifften Dachböden, da kann man nirgendwo vernünftig was abstellen. Da wäre ein Zauberwürfel, der das Volumen des Akkus maximal verdoppelt, schon ein Traum. Muß ja auch alles durch die Gegend geschleppt werden. Spitzenreiter sind 175 Treppenstufen.

Aber ja, solch ein DL24MP-Modul liegt hier auch rum. Ist aber durch den Kühlkörper schon etwas klobig.

MfG

Frank

Am 09.01.26 um 09:55 schrieb Rafael Deliano:

10A zuverlässig aus einer Batterie kannst du vergessen, zumal die je nach Ladezustand und Laune des Herstellers dabei sonstwas liefert. Aber ein NiMH-Akku in Mono packt das gut.

Ich weiß aber nicht, wie präzise die Regelung mit FET bei diesen Spannungen noch ist. Mehr als 1V hat der FET bei 10A sicher nicht.

Marcel

Am 08.01.26 um 22:37 schrieb Frank Scheffski:

Warum sollte das für eine _Stromquelle_ ein Problem darstellen?

Du hast nicht geschrieben, welche Genauigkeit du brauchst.

Und Du hast nicht geschrieben, ob eine Kalibrierung mit Kompensation auch OK wäre. Also nicht bei genau 1A kalibrieren, sondern den Strom mit messen und in die Berechnung einschließen.

10A ist halt schon ganz ordentlich. Da verbrauchen ja schon die Leitungswiderstände und Steckverbindungen einiges.

Wenn du es wirklich sparsam brauchst, müsstest du mit einem Step-Down mit Synchrongleichrichter arbeiten. Damit kommt aber die nächste Frage, wie viel Ripple stört? Und die Stromregelung ist dabei auch nicht ganz ohne.

Tatsächlich habe ich ähnliche Messungen meist ohne Rücksicht auf den Energieverbrauch mit einem PC-Netzteil gemacht. Einfach dicken Widerstand dran. Bei geringer Lastimpedanz kennt man dann den Strom ziemlich genau. Unter den definierten Bedingungen der Mindestlasten auf anderen Stromschienen, ist das auch ziemlich gut reproduzierbar. Allerdings habe ich auch keine 10A gebraucht, sondern eher 1-3. Für jedes Ampere einen 12Ω/17W, an die 12V und fertig. Damit die Spannung nicht ungewünscht hoch läuft, noch eine Diode parallel.

Wenn irgend möglich würde ich mit Kompensation arbeiten. Also ein

3,3V-Netzteil, ein 3,3Ω bzw. 0,33Ω Shunt und über selbigem die Spannung messen, dann kennst du den genauen Strom. Rest dann in Software (oder mit Taschenrechner).

Marcel

Bei Eigenbau und Längsregler der warm wird, aber nur wenige Sekunden läuft: Literatur empfiehlt oft phase-change Material a la Paraffin. Dose dafür darf aber nur 90% voll sein wegen Ausdehnung des Materials. Simplere Alternative für Unikat: Wasser. Für Peltier/Wasserkühler gibt es es flache, hohle Blechgehäuse mit Stutzen für Schlauch. Die Varianten sind alle leicht abhängig von Einbaulage

Wenn man in München ist, sind die November-Seminare von Würth ( nicht nur wegen des Freiluft-Grills mittag ) empfehlenswert. Die verkaufen inzwischen auch phase-change Folien als Ersatz für Pads bzw. Schmiere S. 44:

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Interessant war auch der EMV-Vortrag:
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ist der billige Würth/Elektor LISN ( Seite 5 ) nicht mehr lieferbar:
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MfG JRD

Ich habe mit

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gute Erfahrungen gemacht, das ist ein "Labornetzteil" von Longwei mit 30V und 10A der 50-Euro-Klasse.

Da gibts zwei YT-Videos zu:

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?v=WytDROmjWKQ, das kritisierte Verhalten mit dem Ripple/Noise war bei meinen zwei Exemplaren nicht so ausgeprägt. Allerdings konnte ich das mangels Oszi nur im AC-Mode vom DVM überprüfen, daher etwas Vorsicht bei meiner Aussage.

Das Ding ist innen einigermaßen ordentlich aufgebaut, Paranoiker stört evtl. die etwas spärliche Isolierung der 230V-Leitungen, die man aber nachbessern kann. Und unter 100mA im Konstantstrommodus würde ich auch nicht gehen wollen, dazu taugt weder das Poti noch die Regelgeschwindigkeit.

Ich habe damit jedenfalls schon über längere Zeit Autobatterien geladen (~150W) und auch ein paar "Hochstromtests" mit 10A an Halogenglühlampen gefahren, abgeraucht oder geschmolzen ist bis dato noch nichts, der Lüfter spult dann natürlich schon ordentlich hoch.

Über die Impulsfestigkeit kann ich wenig sagen, aber auch nicht groß meckern. Gewisse Über- und Unterschwinger gibt es natürlich, das mag in manchen Anwendungsfällen durchaus stören. Da wirds dann m. M. n. regelungstechnisch aber schon aufwendig, mit Kondensatorbank, MOSFETs, IGBTs und schlauen Schaltungen außenrum.

Ein NiMH-Akku (warum eigentlich NiMH?) hat dafür auch schon einen vergleichbar hohen Innenwiderstand, also 10-50mOhm neu, darunter ist das wohl eher eine Problemstellung für RC-Racer, die m. E. n. recht spezielle Lithium-Ionen-Packse verwenden.

Volker

Ingrid wollte noch hinzufügen, dass das Netzteil hinten einen 110V/220V- Schiebeschalter hat - für den "Outdoorbetrieb" wäre also ein entsprechender Inverter nebst Batterie notwendig, was die Sache etwas klobig und auch komplizierter macht.

Am 08.01.26 um 22:37 schrieb Frank Scheffski:

Ganz andere Frage: sicher, dass die weggelaufene Kalibrierung das Problem ist und nicht etwa irgendwelche Remanenzeffekte?

Marcel

Marcel Mueller schrieb am Sat, 10 Jan 2026 12:35:58 +0100:

Der Hallsensor sieht nur selten Strom und dann auch nur knapp 50% des Maximalwerts. Die Leiterschleife im IC ist aus Cu.

Wird schon ganz normale Drift sein, der verwendete OP ist ein LMV321 und die Trimmer sind einfachste (gekapselte) Ausführung. Irgendein

3362P-Klon von Ali. Die Referenz dazu ist ein TL431 in SOT23.

MfG

Frank

Marcel Mueller schrieb am Sat, 10 Jan 2026 11:09:17 +0100:

Weil die 20mOhm schon die gesamte Last wären. Entweder man sieht extern noch ein bißchen was vor, oder eben es gibt was spezielles, dem das reicht.

1% wäre das Minimum.
200mV Klemmenspannung bei den geschätzten 20mOhm gesamt, ja deswegen frug ich. Die Leiterschleife im IC hat nur 1,2mOhm.

Man könnte das Ganze analog regeln, wenn es per step-down weit genug runtergebracht wurde.

Ideal wäre halt, 10A fließen lassen, auf 10,0 abgleichen, umschalten auf 1A, schauen ob es da auch paßt und dann Strom aus. Dann bei 0A auf minimalen Offset abgleichen und fertig. Das geht in wenigen Sekunden. Es soll halt klein und kompakt sein.

MfG

Frank

Würde wohl so ähnlich aussehen:

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JRD

Rafael Deliano schrieb am Sat, 10 Jan 2026 17:10:33 +0100:

Danke! Ja, DANKESCHÖN! So wird das werden! Es gibt von Ali Leergehäuse die man auf (u.a.) Makita-Werkzeugakkus aufschieben kann. Da suche ich mal was passendes und werde sowohl dafür wie auch den schon angesprochenen 13,75V-Kalibrator mal Platinschen machen lassen. Wenn ich Ende nächster Woche dazu komme, mache ich da mal was auf dem #Breadboard fertig und schaue, wie stabil das läuft.

MfG

Frank

Oder den step-down-Wandler direkt regeln - ungefähr so:

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(nur das Prinzip, step-down für 10A und angepasste Dimensionierung setze ich voraus)

DC/DC für 10A dürften Feedback-Spannung im Bereich 0.8V-1.2V haben, mit

0.1Ohm Sensewiderstand und Faktor 10 am Opamp kommt man in den richtigen Bereich. Der Pfad mit D3/R6 begrenzt die Spannung bei offenem Ausgang.

cu Michael

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