Spänning till ström

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Johan.o
EF Sponsor
Inlägg: 2388
Blev medlem: 18 juni 2003, 01:08:50
Ort: Jönköping

Spänning till ström

Inlägg av Johan.o »

Hej

Jag behöver göra om en spänning till en ström,
där jag behöver 'ge' strömmen till en mottagare,
alltså inte sänka ström..

Är det någon som har några kopplingsförslag?

Hittade denhär lösningen i en bok, men jag är inte helt förtjust över den.

(Där I_RL = (V1-V2) /'R' ):

Bild


EDIT: Förtydligade vad jag menar
Senast redigerad av Johan.o 5 april 2007, 19:02:23, redigerad totalt 1 gång.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26659
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Inlägg av Icecap »

"Jag behöver göra om en spänning till en ström, där jag behöver sourca strömmen till en mottagare" ?????

Jag är nog pantat men vad betyder detta?
Vad är det du vill egentligen?
Mindmapper
Inlägg: 7122
Blev medlem: 31 augusti 2006, 16:42:43
Ort: Jamtland

Inlägg av Mindmapper »

Den här bör väl gå att använda:
ELFA 73-386-84 XTR115
Johan.o
EF Sponsor
Inlägg: 2388
Blev medlem: 18 juni 2003, 01:08:50
Ort: Jönköping

Inlägg av Johan.o »

Förtydligade mitt första inlägg.

Det jag menar är att strömmen ska gå 'från' min krets till en mottagare.
Alltså 'inte' sänka ström, från en slinga.
För vilket jag annars känner till en rätt smidig OP + transistor koppling för.

Jag har inte ännu specifikationen för hur stor ström som mottagaren vill ha,
men det handar förmodligen några par tiotals mA.

Inspänningen, 0-5V kommer från ett styrsystem, den ska omvandlas till en
ström som ska matas ut på en strömslinga, till en mottagare.
Som kommer att styra ventiler.

edit: Ändrade..
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Varför inte prova med en strömspegel, med R5 som lastmotstånd får man 1/1-förhållande gentemot ingångspänningen (1 volt ingång = 10 mA = 1 V över R5).

se: http://www.algonet.se/~toek/stromspegel.PNG


Trissorna kan vara typiska BC548 och BC558 eller liknande och utgången (motstånd R5 borttaget) har 10-tal om inte 100-tal kOhm i utimpedans.

Vill man ha god symetri mellan 'benen' och full utstyrning (sving) så skall man välja väldigt lika Q1 och Q2 (och i princip inte behöver R1 och R2) det fins. tom speciella trissor som är parade i samma kapsel för just den här typen av användning.


Med variation av R1 och R2 så kan man också tillåta olika strömmar i resp. 'ben' - kanske inte så mycket ström i 'benet' som går till OP-ampen och kanske lite mera ström mot utgången genom att välja högre värde på R1 och lägre värde på R2.

Med denna lösning och matchade trissor (och väldigt låga R1 och R2) kan man få nära nog full sving gentemot matningsspänningen till trissorna och strömmen varierar inte med lastens värden så länge spänningen ut är under transitorernas matningsspänning.

trissorna kan också matas med typ 24 eller 36 Volt för att forcera långa högresitiva ledningar med strömslinga etc. medans OP-ampen är av 5-voltstyp - så länge trissorna håller för spänningen vill säga...

---

När du säger strömslinga så gissar jag att den avser 4-20 mA loop, frågan är om den själv matar ut spänningen för loopen (typ 12 Volt) eller bara mäter över ett motstånd i ingången - samt hur allt är relaterrat mot nät och skyddjord - dvs om ansluten utrustning på in/utgången måste vara galvansiskt flytande eller kan relatera till annan utrustning och dess nät och skyddsjord. sådant behöver klarläggas när du bygger interface!!.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26659
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Inlägg av Icecap »

Du vill alltså göra en 0-20mA sändare (eller 4-20mA) eller liknande?

Det är inte så svårt. Skillnaden mellan en sändare och en mottagare är vilken som har en spänningskälla, själva strömstyrningen är identisk.

Det kan vara en idé att berätta vilken spänning det rör sig om, om det MÅSTE vara +V som strömregleras osv.
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17616
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

http://www.phy-astr.gsu.edu/nelson/AN-31.pdf

spar den och läs den var kväll :wink: :D

jag har en tråd om ett motsvarande bygge här på forumet, hittar den inte på raken :oops:
Johan.o
EF Sponsor
Inlägg: 2388
Blev medlem: 18 juni 2003, 01:08:50
Ort: Jönköping

Inlägg av Johan.o »

Icecap: Jag tänker så att sändaren styr strömmen, medans mottagaren mäter den, jag är ute efter en lösning som kan mata ut ström på slingan,
inte sänka.. om man bara använder OP + Q3 & R3 i xxargs schema så har man en lösning som kan sänka ström..

Grym: Tack, den har sparats, bra sammanfattning.

xxargs: Känns som precis vad jag är ute efter. Rolig och intressant lösning!

Än så länge finns utrustningen
som ska styras inte tillgänglig och jag har bara ett utdrag ur databladet..
Därav de så knapphändiga uppgifterna, så just nu är jag bara ute efter olika lösningar, och ide'er som kan vara till hjälp senare..

En transistor på utgången är tacksamt då det medför större möjlighet att galvaniskt isolera, som du säger xxargs, jag har suttit och oroat mig över olika potentialer, samt jordströmmar som kan störa utrustningen.

Då det är mycket vitkigt att utrustningen är störningstålig och pålitlig då den kommer att styra stora krafter, så visst kommer mycket tid att läggas på att fundera över potentialer, jord, jordströmmar, galvanisk isolering osv.


Tack för allas inlägg, uppskattas! :)
Användarvisningsbild
grym
EF Sponsor
Inlägg: 17616
Blev medlem: 16 november 2003, 12:22:57
Ort: i det mörka småland

Inlägg av grym »

nu hittade jag den, det var ju bara till att söka på konstantströmsgenerator :)

http://elektronikforumet.com/forum/view ... tor#172483

har annvänt samma typ av koppling upp mot 40A för matchning av rcbilsaccar
inga problem
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Johan.o skrev:Icecap: Jag tänker så att sändaren styr strömmen, medans mottagaren mäter den, jag är ute efter en lösning som kan mata ut ström på slingan,
inte sänka.. om man bara använder OP + Q3 & R3 i xxargs schema så har man en lösning som kan sänka ström..

Grym: Tack, den har sparats, bra sammanfattning.

xxargs: Känns som precis vad jag är ute efter. Rolig och intressant lösning!

Än så länge finns utrustningen
som ska styras inte tillgänglig och jag har bara ett utdrag ur databladet..
Därav de så knapphändiga uppgifterna, så just nu är jag bara ute efter olika lösningar, och ide'er som kan vara till hjälp senare..

En transistor på utgången är tacksamt då det medför större möjlighet att galvaniskt isolera, som du säger xxargs, jag har suttit och oroat mig över olika potentialer, samt jordströmmar som kan störa utrustningen.


Tack för allas inlägg, uppskattas! :)
'min' strömspegellösning är inte min - strömspeglar används överallt inne i tex OP-ampar - där behöver man inte använda motstånd som R1 och R2 då dess trissor blir väldigt likadana i processen.


Det är nog lätt att glömma bort strömgenerator-lösningarna när man håller mycket på med OP-ampar med lågimpediva utgångar som byggblock och tänkande omkring detta - ni som har byggt med OTA vet att man måste skruva om hjärnan ganska mycket innan man börjar förstår hur dessa OTA-kopplingar fungerar... - strömgenerator är högimpediv - 'öppen' och viktigt byggblock för att skjuta in energi/signal i elektriska nätverk utan att påverka dess egenskaper och impedanser, vilket är det enda sättet vid RF- frekvenser då det inte går att motkoppla på samma sätt som vid låga frekvenser. Dessutom måste man ha noga impedanskontroll vid höga frekvenser och då vill man inte ha en 'kortslutning' som en spänningsgeneratorn ger och 'förstör' alltihop...

---

Skall du säkra för påverkan av jordströmmar etc. så måste du införa galvaniskt isolerande barriärer på något sätt via trafo eller optokopplare - samt byggs så att den inte bryts på enkelt obetänksamt sätt som tex. att man kopplar in datorn via någon RS232-port eller hörlurspropp och jordar oavsiktligt den vägen, även om bygget i övrigt flyter potentialmässigt normalt sett ....

Ditt fall med analog DC-slinga gör det knepigare att bygga enkla barriärer, hade det varit AC-baserat (tonstyrning etc.) så hade man ganska enkelt kunna använda små ferrittrafos typ modemtrafo och få en spänningstålighet på i allafall 1500 Volt. Nu får du nog sikta in dig på en optolösning

< tänka...>

En tänkbar lösning med isolerad analog överföring via opto som jag knåpade ihop är:

http://www.algonet.se/~toek/stromspegel_1.PNG

Inget optimerat och optokopplaren var minnsan inte det bästa man kunde hitta (den är slö och kapacitiv) men var den enda jag hade spice-modell på.

När optokopplare är så slöa som det här så är det lätt att få självoscillering pga fördröjningen i återkopplingen i drivsteget. det går heller inte med vilken OP-amp som helst heller - dvs glöm LM324 och liknande.

Med dom värdena som syns i schemat så verkar den vara stabil, i allafall i simuleringen... men går säkert att optimera mycket mera. Men innan man gör detta så kanske man bör titta på andra optokopplare som Sharps PC817 eller IL300 - sistnämda har två fotodioder som tittar på samma LED och är ihopmatchade i lektriska egenskaper vilket ger lägre distorsion i sådana här kopplingar - 'likhet' är villkoret för låg distorsion, så därför bör optokopplarna komma från samma batch om de är separata som min schema ovan.

Kopplingen ovan ger väldigt nära 1:1 förhållande mellan inspänning och Spänninge över R9 (100 Ohm lasten) ända upp till 10 Volt, samt rullar av 3 dB först vid 61 KHz. Verktygen för distmätning är urursla i microcap - eller det är jag som inte begriper hur de skall användas - men tittar man på kurvformen (vid 10 KHz - det är då problemen börja synas när saker inte hänger med längre ...) så är det i alla fall under 5% löst bedömt. - synd att det inte går att köra ut kurvan som wav-fil på enkelt sätt och analysera detta i coolwave istället...
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26659
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Inlägg av Icecap »

Kanske det är dags att kolla på dessa optokopplare?

Jag har just färdigställt en koppling som sparar min arbetsgivare för en del pengar per enhet och flyttar ett antal inställningar från en "trimpot + SS-relay"-lösning * 5 till att spara 5 värden i EEPROM på den µC som likaväl ska vara där.
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Precis, speciellt om du jagar högprecision, min skiss var en lågbudget med tanke på komponenter taget från junkboxen typ. är lite förvånad att det blev så bra som det blev med den lilla ansatsen trots allt.

HCNR200 från agilent, sidan 13 i databladet så har du just 4-20 mA-driver designade och klara (dock med amerikanska trissor och komponentvärden, dom har ju inte E-serien av motstånd och därav de för oss lite udda värden som 80K, 140 Ohm etc). Dessutom har Agilent fått med Spice-parametrar i databladet så att man kan simulera kopplingen om man vill.


Om man vill leka lite med IL300 så hittade jag denna Spicemodell:


****************************************************************************
***
* A - Anode of LED
* C - Cathode of LED
* A1 - Anode of photodetector 1
* C1 - Cathode of photodetector 1
* A2 - Anode of photodetector 2
* C2 - Cathode of photodetector 2
* K1 - Servo gain
* K2 - Forward gain
* K3 - Transfer gain
..Subckt IL300 A C A1 C1 A2 C2 PARAMS: K1=0.007 K2=0.007 K3=1
* IL300 from Siemens * RAP 5/97
DLED A E Demit
VE E C 0
E2 D1 0 TABLE ; {Ip2 vs IF}
+ {(0.955414823*0.999409809^(1/(abs(I(VE))+0.1p))*I(VE)^0.963133681)}
+ (0,0) (1,1)
Rdly1 D1 D2 1K
Cdly1 D2 0 0.17N
Rdly2 D2 D3 1K
Cdly2 D3 0 0.17N
Gdly1 C1 A1 VALUE {K1*V(D3)}
D1 A1 C1 Dtect
RD1 A1 C1 15G
Gdly2 C2 A2 VALUE {K3*K2*V(D3)}
D2 A2 C2 Dtect
RD2 A2 C2 15G
..model Demit D IS=1.51E-16 N=1.495822 RS=2.624361 BV=5 IBV=1U
+ CJO=15P VJ=1 M=0.5 EG=1.424 TT=500N
..model Dtect D IS=0.5p N=1 RS=0.001 BV=50 IBV=1U
+ CJO=14P VJ=0.159621 M=0.344264 EG=1.11 TT=10N
..ends
*$
****************************************************************************
***

---

Beroende på vilken Spice-simulator man använder så måste kanske '^' ersättas med '**' i ovanstående text.

---

Jag rekomenderar att man simulerar sina kopplingar i Spice med dom komponeterna man har tillgängliga eller lätt kommer över innan man börjar köpa hem en massa udda skrot. Det är speciellt olika motkopplingar och frekvenskompenseringar som man kanske behöver labba med för att få systemet stabilt och med önskad bandbredd samt hitta passande OP-amp som orkar med detta (driver kapacitiv last och mycket ström).

Det är bra att starta med en koppling som rimligtvis fungerar i simulatorn när grejorna anländer hem - man spar tid om inte annat ;-)

.
Johan.o
EF Sponsor
Inlägg: 2388
Blev medlem: 18 juni 2003, 01:08:50
Ort: Jönköping

Inlägg av Johan.o »

Jag har 2st HCNR200 liggandes i lådorna sedan tidigare, har aldrig blivit av något med dom.

Problemet som jag nu står inför nu är hur sjutton jag får in en ny Spice-Modell i
(OrCAD) PSpice, Student Version 9.1 ?
Någon som vet, jag kommer så långt som till modell editorn >
new model, där man måste välja "From model: Diode".

Du får jag upp massor av rutor för att göra en ny diod-modell..
vilket jag inte riktigt vill, borde gå bra att bara klistra in modellen i editorn
och spara.. Men tydligen inte. Har någon erfarenhet av att göra modeller i PSpice?
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Inlägg av xxargs »

Jag kör microcap av tradition (och för att demo/studentversionerna accepterar 50 noder - i allafall dom tidigare versionerna... - den sista '9' håller dock jag mig på lång avstånd ifrån då diagrammen som de är inställda 'out of box' är helt oanvändbara...) och har aldrig förlikat mej med Pspice/orcad. I MC fins det en textsida man kan kasta in sådana 'textmodeller' , dock måste man knyta till någon symbol för anslutningarna och som vanligt får man läsa manual då...
Skriv svar