Как измерить напряжение постоянного источника 500В не потребляя с него?, Желательно решение с гальванической развязкой... Опции

[Belerafon]

Приветствую. Есть аккумуляторная батарея напряжением около 500В. Нагрузка от нее отключена, но остается некоторый саморазряд. Необходимо сделать следящий за зарядом контроллер, который будет передавать текущее напряжение на батарее по цифровым интерфейсам. Низковольтный источник питания контроллера есть, но решение должно быть таким, чтобы не разряжать саму измеряемую батарею. Использовать делитель напряжения и заводить на АЦП поделенное с 500В напряжение не очень хочется в целях безопасности. Можно ли придумать развязанный датчик напряжения, который бы потреблял с 500В не сильно больше 1мА? Самому приходят идеи типа использования датчика тока на принципе холла, и измерять ток через некоторую резистивную цепочку, сидящую на клеммах батареи. Но в этом случае ток должен быть ощутимым, чтобы датчик измерял более-мене точно... Есть более элегантные методы?

[MrYuran]

Самому приходят идеи типа использования датчика тока на принципе холла, и измерять ток через некоторую резистивную цепочку, сидящую на клеммах батареи. Но в этом случае ток должен быть ощутимым, чтобы датчик измерял более-мене точно... Есть более элегантные методы?

Датчик Холла реагирует на магнитное поле, а здесь надо мерить электрическое. (если совсем уж бесконтактно)

[Tanya]

Есть более элегантные методы?

Прямо в лоб, что может быть элегантнее? Точный высокоомный резистор(ы) - несколько МОм или даже больше и измеряем ток. Тут выбор - трансимпедансный усилитель, интегратор со сбросом (в этом случае даже АЦП не нужен - только компаратор(ы)) или низкоомный резистор и ОУ. Или даже конденсатор после резистора с (ключом и компараторами) внутри контроллера.

[Belerafon]

Датчик Холла реагирует на магнитное поле, а здесь надо мерить электрическое. (если совсем уж бесконтактно)

Ну я и говорю, датчик тока на эффекте холла. Магнитное поле содается в датчике за счет тока, протекающего по резистору, сидящему на клеммах батареи: берется этот провод с током и наматывается на датчик. Но чтобы датчик нормально измерял, ток нужен около 10мА. Решение всем хорошо и уже используется, но именно в данном случае нужно обеспечить потребление около 1мА... А с готовыми датчиками, измеряющими напряжение за счет измерения электрического поля я не знаком. Подскажете?

Прямо в лоб, что может быть элегантнее? Точный высокоомный резистор(ы) - несколько МОм или даже больше и измеряем ток. Тут выбор - трансимпедансный усилитель, интегратор со сбросом (в этом случае даже АЦП не нужен - только компаратор(ы)) или низкоомный резистор и ОУ.

Да тут даже задача точности особой не стоит, главное малое потребление и развязка. Если ставить усилители или ОУ, это всё гальванически связано с контроллером. Хотелось бы развязанное решение, так как этот же контроллер измеряет еще некоторые аналоговые величины (другие батареи), которые не хотелось бы связывать друг с другом по земляному проводу через контроллер.

[Tanya]

Хотелось бы развязанное решение, так как этот же контроллер измеряет еще некоторые аналоговые величины (другие батареи), которые не хотелось бы связывать друг с другом по земляному проводу через контроллер.

Поставьте отдельный контроллер с отдельным питанием или даже питанием от той же батареи. Контроллеры ведь мало кушают.

[sergeeff]

Поставьте отдельный контроллер с отдельным питанием или даже питанием от той же батареи. Контроллеры ведь мало кушают.

Нельзя запитываться от батареи, которую контролируешь. Это методически неправильно.

[ix-nix]

на оптронах типа 6N135-6N136 есть линейные схемы с токами порядка единиц мил.

[Tanya]

Это методически неправильно.

Где это написано? В какой-то методичке?

[xemul]

Нельзя запитываться от батареи, которую контролируешь. Это методически неправильно.

Если возмущениями, вносимыми средством измерения в процессе измерения, можно пренебречь, то фиолетово. Из сказанного ТС можно сделать вывод, что 0.5 Вт, отбираемые от батареи, его не смутят.
Если хочется гальванически развязаться и не запитываться от измеряемой батареи, нужен DC-DC.
Я бы сделал отключаемый делитель, управляемый или контроллером на стороне батареи, или через оптопару. Если контроллером, то не грех воспользоваться его АЦП. Если без контроллера, то Tanya уже рассказала как.

[Belerafon]

Если возмущениями, вносимыми средством измерения в процессе измерения, можно пренебречь, то фиолетово. Из сказанного ТС можно сделать вывод, что 0.5 Вт, отбираемые от батареи, его не смутят.
Если хочется гальванически развязаться и не запитываться от измеряемой батареи, нужен DC-DC.
Я бы сделал отключаемый делитель, управляемый или контроллером на стороне батареи, или через оптопару. Если контроллером, то не грех воспользоваться его АЦП. Если без контроллера, то Tanya уже рассказала как.

Да, спасибо. Придется делать коммутируемый делитель, на него датчик тока, DC-DC и контроллер.

[MrYuran]

Да, спасибо. Придется делать коммутируемый делитель, на него датчик тока, DC-DC и контроллер.

Со стороны батареи ключ, импульсный транс с нужным Ктр, а на вторичке - что душе угодно.
Управление ключом тоже можно сделать через транс, чтобы случайно постоянку не подать.
Итого: подаём на ключ управляющий меандр - измеряем на вторичке напряжение.
В остальное время потребление равно нулю.

[Ant_m]

Вот посмотрите, почти ваша задача
 Developments_in_Battery_Stack_Voltage_Measurement.pdf ( 302.29 килобайт ) Кол-во скачиваний: 356

[sergtsa]

любой малопотребляющий MCU.
c низким входным током по каналу ADC
высокоомный делитель 10-50MOM
ну и оптрон для передачи считанного значения.


ток по делителю напряжения будет значительно меньше тока саморазряда батареи.
потому и отключать его нет смысла.

[Microwatt]

Да, системотехника это не программирование и даже не схемотехника. Сразу датчики Холла, гироскопы...
Тут, кажется, трудность в зашоренности тривиальными решениями. Почему от батареи нельзя брать ток в 10 мА? Скорее всего, и 25, и 50 вполне можно.
Но только мыслится брать постоянно, традиционным делителем, а можно подключать схему измерения только в момент измерения. Это же очень редко происходит?
Имея контроллер можно все предварительные коммутационные процедуры выполнить. 500 вольт для коммутирующего полевика - ничего. Затвор его можно скоммутировать кое как. Мощность-то ничтожна. Да и сами контроллеры сейчас потребляют всего ничего.

Вопрос еще в требуемой точности. Можно и копеечный автогенератор на динисторе поставить с током потребления 0.1мА и менее. Это простой датчик напряжение - частота с гальванической развязкой.

[sergtsa]

да согласен , от требований к прибору и будет зависеть конечное решение.

)

а если верхнее плечо делителя взять в 10MOm
то ток =500 / 10e7 = 50mkA
так зачем его отключать .


Сообщение отредактировал sergtsa - Jul 25 2011, 23:21

[Microwatt]

а если верхнее плечо делителя взять в 10MOm
то ток =500 / 10e7 = 50mkA
так зачем его отключать .

Представляете что будет если таракан справит нужду на эти 10МОм?
Вообще, резисторы более 1МОм в схемотехнике применять нужно крайне осторожно. Это уже требует специальных мер по защите от влаги, пыли и проч...

[MaslovVG]

Измеритель тока на датчике "холла", отличающийся тем, что датчик помещается в зазор сердечника с высокой магнитной проницаемостью, измеряемый ток пропускается через многовитковую (~ 1000витков)катушку намотанную на этом сердечнике.
Для компенсации нестабильностей сердечника можно применить схему аналогичную "Трансформатора постоянного тока"

[sergtsa]

Представляете что будет если таракан справит нужду на эти 10МОм?
Вообще, резисторы более 1МОм в схемотехнике применять нужно крайне осторожно. Это уже требует специальных мер по защите от влаги, пыли и проч...

согласен , покрыть лаком и все .

а питание: заряжать конденсатор питания CPU ключем через ограничивающий резистор.
(чтоб не городить dc/dc)


Сообщение отредактировал sergtsa - Jul 26 2011, 13:12