Koppla en STC3100 batteriövervakningskrets "uppochned"

[AndersG]

Först litet bakgrund: Detta är ett projekt som legat vilande i två år. Det är en fortsättning på min första batterimontor. Tanken är att bygga en litet mera avancerad som klarar av att övervaka flera batterier. Nu till mitt problem:

Anta att jag har en 100A/50mV shunt. Då får jag ett fullskaleutslag om +/-160A. Mätområdet för en STC3100 är +/-80mV och maximala upplösninggen på coloumb-räknaren 6,7mV. Absolute Maximum ratings för ingångarna är -0,3V..7V.

Problemet jag ser är om man övervakar ett startbatteri, eller batteri för tex bogpropeller. Initialt kan en sådan motor ta uppemot 1000A under en mycket kort stund. Risken finns då att man överskrider -300mV.

stc3100a.jpg

Oturligt nog är ena ingången på strömförstärkaren kopplad i jord.

stc3100b.jpg

Men vad händer om man vänder på steken? Kopplar CD på shuntens kalla ända (jord) och Jord på shuntens varma ände? Vilka konsekvenser får detta?

1. I stället för en max toppström på 600A klarar vi nu en toppström på 14 000A
2. Spänningsmätningen blir fel då spänningsfallet över shunten inkluderas, men det kan man kompensera för då strömmen är känd
3. Jord för I2C är inte längre jord, utan rider på en potential av +/-80mV, men det kan man ordna med en galvanisk isolator, vilket inte är helt fel annars heller.
4. Toppströmmar över 160A kommer inte att mätas korrekt, men min algoritm kollar även batteriets vilospänning, vilket dessutom är lättare för att startbatteri.

Synpunkter?

[gkar]

Jag kanske inte förstår men, varför inte sätta ett R(1k?) i serie med CG och en 5V diod som klipper?
Du kan inte mäta de höga strömmarna, men behöver du kunna göra det om de är korta?
Du kan ju även spänningsdela och lägga på en "bias" för att flytta dig inom de -0.3-7V som du vill...

[AndersG]

Jag kanske inte förstår men, varför inte sätta ett R(1k?) i serie med CG och en 5V diod som klipper?

LSB på ingången är 6.7uV och inströmmen 500nA, 6,7uV/500nA= 13,4ohm, det är den maximala resistans jag kan ha i serie före jag får ett större fel än 1 LSB.

Rent teoreiskt skulle jag kunna ha ett seriemotstånd och en schottky-diod i framriktningen som "zener", men läckströmmen skulle introducera ett för stort mätfel.

Jag kan inte heller "flytta offset" eftersom den är en coloumb-räknar som räknar upp över noll och ned under noll.

[AndersG]

OK. Det förefaller gå utmärkt att vända den och isolera den från resten med en TI ISO1541. Nackdelen är att med en TPS79801 LDO så kommer då sensorn att dra 3mA. Inte så förtvivlat mycket, i nivå med självurladdningen på en 100Ah ackumulator.

Eventuellt kunde man fundera på att bara driva bufferten då man pollar enheten, vilket sker med några minuters intervall...

[AndersG]

Pratar vidare med mig själv

OK. Så, bufferten är en betydande kostnadspost för strömförbrukningen. Om man kan driva denna bara då den behövs och säg polla sensorn var femte sekund eller så så är mycket vunnet. Problemet är bara hur?

Ett sätt är att ha en separat tråd för aktivering och ha en optokopplare med hyfsat bra förstärkning och mata sekundärsidan av isolatorn via denna. Alternativt aktivera via en one-shot (tex LTC6993-3) som triggas av SCL. I det fallet måste man först sända "bogus" data, adresserat till en icke-existerande enhet för att aktivera det hela..

Edit:
Eller varför inte sätta en LTC6993-3 på sekundärsidan och trigga den med en puls via en pulstransformator?