Есть следующие вопросы/условия:

1. Нет ли грубых ошибок в схеме?

2. Соединение земель уже сделано, стои ли от него избавлятся? С одной стороны это не хорошо, что земля может стать плавающей. С другой если земли разные, драйверы mosfet (на схеме не показаны) могут понять сигнал с МК неправильно. Хотя большого падения на проводах не будет. Пока мне кажется, что надо отрезать земли (на схеме зечеркнуто красным).

3. Диапазон токов +/- 20A. Точность наверно 20mA было бы хорошо, пока ещё сложно сказать, возможно и 100mA приемлемо. Скорость, ШИМ от 20-40кГц, надо успевать 1-2 раза за период сделать измерение, но все усложняется тем, что надо мерять только в момент когда ток идет, при заполнении 5% и частоте 20кГц имеем ~2.5мкс на измерение.

4. АЦП тот, что в stm32.

5. На какие вопросы работы/характеристики ОУ надо посмотреть поближе?

Правка: 6. Номиналы резисторов в процессе пересчета с учетом их точности.



Спасибо.

Сообщение отредактировал amaora - Jul 26 2012, 17:49

Усилитель подключён к общему проводу, а не к биполярной земле, так что получился обычный однополупериодный выпрямитель.


По бумаге она как минимум 0,8 А.


Вас аналогично. Это что — общий провод драйверов никуда не подключён? Или не соединён с общим проводом МК?

я бы сказал все неправильно
надо так:
ОУ в режиме инвертирующего усилителя, на неинв. вход ОУ - половину опорного для ацп. Земли тогда нужно будет соединять
на 20мА даже не рассчитвайте, хорошо если 200мА получится. только при предварительной полной калибровке (включая АЦП) с квадратичной характеристикой, и в узком диапазоне температур 25+-5грС можно получить 20мА. а у вас есть доступ к контрольным приборам с соотв точностью - лучше 0,1%? это все без учета методологических ошибок - пульсации напряжения, стабильность шунта и т.д.

Хотите, чтобы этот усилитель с коэффициентом усиления около 1000 за микросекунду установился с точностью 0.1 процента... Даже без учета всяких там паразитных емкостей и индуктивностей. Это слишком... У него усиление без обратной связи всего 40 децибел...
5. Графики установления при больших скачках в(ы)ходного напряжения.

Под Вашу задачу заточены Bidirectional Current Shunt Monitors (а ля AD8210).
Любой готовый CSM для получения 0.1% погрешности в статике потребует калибровки.
Не могу припомнить ни одного CSM, который справился бы с требуемой Вам динамикой.
тот же AD8210:
Small Signal −3 dB Bandwidth 450 kHz
Slew Rate 3 V/μs

DC/DC, вероятно, без гальванической развязки, поэтому "резать/не резать" очень сильно зависит от трассировки и расположения, н-р, фильтров по 3.3 В. Может оказаться, что помехи на "long wires" в минусе батареи (заряд/разряд) будут меньше помех на "long wires" в минусе 3.3 В (н-р, от "цифры", драйверов и мосфет, которые не показаны).

Можно попробовать два... На входе что-нибудь малошумящее быстрое (из 2-х ОУ). На биполярных транзисторах - шунт ведь очень низкоомный. Потом - нечто вроде ad8129 - с усилением по 25-30 на каскад. Питание двуполярное нужно сделать.

Я имел в виду интегральные CSM.
Может оказаться проще приделать УВХ между шунтом и CSM.

Да задача наверняка что-то типа зарядника или покрутить моторчиком, и решается гораздо проще.

А я Вам и не возражала...
А усиливать-то все равно придется 20 милливольт. Но ТС немного ошибся с усилением. По его схеме.
20 милливольт нужно растянуть до 3 вольт? Или 40? 150 (75) всего получается. А у него - 800 с хвостиком.
Все несколько упрощается. Может, его вариант и пролезет с уменьшенной точностью.

Если правильно понял ошибку, можно вот так.



Но хочется проще и дешевле, убрать второй ОУ и подключить делитель напрямую (уменьшив сопротивления).

Есть ещё сомнения по поводу того, что синфазное напряжение близко к минус питанию, насколько это плохо?


Коэффициент ~80. На графике 22 подписано 1сек на одну клетку, если это ошибка и там должно быть 1мксек как на 35, то все выглядит хорошо. Через ~1 микросекунду можно начинать измерять (после завершения процессов в mosfet-ах), я ошибаюсь?


Если во время работы показанию уплывут от действительных в пределах линейной (аффинной) зависимости, то это не создаст значительных проблем (скорее всего), а 20 мА это rms шума который нельзя предсказать (нелинейности наверно можно тоже сюда отнести) а не абсолютная погрешность. Значение тока не есть конечная цель.


Поиграться с BLDC, наблюдателями состояния системы по току.


Соединен но по длинному пути, через силовые провода до батареии, через dc/dc и ещё длинные провода питания до МК.

Сообщение отредактировал amaora - Jul 27 2012, 16:34

Для нарисованной схемы это плохо, поскольку в ней выходное напряжение первого ОУ должно быть отрицательным. Чтобы выходное стало положительным, надо поменять местами точки подключения резисторов 580R к шунту.

Раз Вы спрашиваете...
Там на рисунке в ДШ какой коэффициент усиления?
А еще... конденсатор на объединенных входе и выходе в 100н для увеличения устойчивости?

Уберите, но тогда каждое плечо делителя на неинвертирующем входе должен состоять из 2*47 кОм.

Смещением Вы приподнимаете входы на ~20 мВ - для нормальной работы выбранного ОУ в указанных Вами условиях этого достаточно.

Если сделаете обрезание шнурка между землями, то ОУ будет усиливать не только сигнал с шунта, но и земляную разность.
Если не сделаете, получите антенну из земляного контура, но с этим бороться проще.
Правильный вариант - перенести DC/DC на верхнюю плату.

Вот здесь не понял, что плохо в отрицательном напряжении?

Я предполагаю, что может быть не очень хорошо иметь на входах напряжение близкое к границам питания, несмотря на то, что заявлено rail-to-rail, может быть линейность пострадает? В ДШ я вижу ограничения по выходу, а про входы нет.


Там не понятно или 20 или 40 дБ или это распределение так показано, думаю можно расчитывать на несколько тысяч. GBP = 24МГц, с коэффициентом 80 будет 300кГц / ~0.53мксек постоянная времени. Да, похоже лучше сбавить коэффициент усиления, заниматся учетом ещё и этих переходных процессов пока желания нет.

С конденсотором это привычка ставить фильтр на питание (`виртуальный ноль` - часть питания). Теперь мне кажется, что от него пользы мало, даже если его повесить на делитель польза сомнительна.


А оставить при этом дифференциальную схему разве нельзя?

Там понятно, что 40. А этого Вам мало. Это не тысячи... Вам и тысячи мало будет с такими желаниями.
А конденсатор там не просто лишний был.
А Ваш нынешний делитель не испортит Вам все дело? Он ведь плохо питается. Вы ведь десятую процента хотели.
А резисторы обвязки у Вас какой точности?
Непонятна Ваша идея экономить... Вы же хотели поиграться только...
Сделали бы нормально...
Но хозяин - барин. Делаете макетку. Берете генератор, исследуете подавление синфазной компоненты - без тока дергаете оба входа сразу через кабель с 50-омной нагрузкой. Потом - вместо шунта 50 ом и генератор.
И убедитесь...