Dummyload

Voor zover ik weet mag je een apparaat met een veiligheidsaarde die uitgevoerd is als randaarde, niet gebruiken op een wandcontactdoos zonder randaarde.
Bij een fout kan op het apparaat 230V komen te staan en dan is de aardlekschakelaar de enige beveiliging.
En t.g.v. het netfilter kan er 115V staan op de buitenkant.

Dan moet ik voortaan met mijn laptop, pc, scope, labvoeding, en talloze andere apparaten in de keuken of de badkamer gaan zitten. Veiligheid voorop!

Ik weet niet wat de huidige situatie is maar over het aansluiten van een PC op een WCD zonder randaarde zijn rechtszaken geweest.
Ik dacht o.a. i.v.m. schade aan een PC in een huurhuis.

Dat soort regeltjes wordt hier in Nederland maar heel langzaam aangepast. En met begrip voor "de bestaande situatie". Vroeger mocht het. Hier in mijn huis is het ook lastig om randaarde te vinden. Dus inderdaad: Vrijwel overal stopcontacten zonder randaarde. Je mag het niet meer zo aanleggen. Maar zolang de boel niet essentieel gereviseerd wordt, mag dat volgens mij blijven zitten.

@SparkyGSX
Hij doet wat hij moet doen behalve bij stromen gelijk aan 0 is het me wat onduidelijk. Ik meet de stroom aan een shunt van 0.1 Ohm via een gewone probe. Deze probe heb ik op x10 gezet zo heb ik minder ruis. In de scoop zelf heb ik staan dat de probe x100 is zo staat de stroom er in de juiste vorm op en moet ik niet rekening houden met alles *10 te vermenigvuldigen.

Edit: Ik ben nu wat testjes aan het doen met een opamp er bij. Maar ik vraag me af dat jullie altijd die weerstanden berekend of dat jullie dat ongeveer weten welke waarde daar moet staan en dat jullie proefondervindelijk aan de echte waarde komt van die weerstanden.

[Bericht gewijzigd door bramvr op vrijdag 25 juli 2014 16:03:35 (26%)]

Ik bereken de waarden.
Een scoop die mA/div aangeeft kan a;lleen als je ergens de waarde van een shunt kunt ingeven. Ik gebruik op mijn scoop wel eens een customtrace bij stroom meten. Dit omdat mijn stroomprobe versterker een 50mV/div bij 50 Ohm inganmg moet hebben. De amp heeft dan een knop voor 1mA tot 1A/div. Die custom trace is dan maar voor een stand bruikbaar. Meestal tel ik gewoon net als op een analoge scoop de vakjes of gebruik standen waar ik de scoop cursor meting x1, x10 x100 of x 1000 kan gebruiken.

Dat geldt trouwens ook voor mijn diff probes.

IVM met het hoe en waarom mbt aarde aan scopen heeft Tektronix wel de nodige publicaties. Ik heb wat supergevoelig spul wat alleen lekker werkt wanneer het apparaat op batterijen werkt. Maar dat is niet nodig bij de enorme signalen in het mV bereik. (dan praat ik over waarden zoals 1uV volle schaal of 1pF volle schaal)Ik heb een paar uV scoop plugins die ook geaard zijn.

@bramvr
Ik kijk in de datasheet van die opamp en dan rekenen.

@fred101
1uV of 1pF is ook erg weinig.
Maar kijk eens naar je Tek SA.

Ik denk dat het begrip opamp nog niet helemaal duidelijk is blijkt uit mijn test opstelling Het werkt wel maar mijn regelbereik is zeer klein.

Ik dacht dat de opamp steeds probeert om de - ingang gelijk te maken aan de + ingang. En dat men via spanningsdelingen tot de versterkingsfactor die men nodig heeft.

@rbeckers
Wat haal jij dan uit de datasheet? Maximale uitgangsstroom? Want je weet toch dat de ingangsimpedantie van een opamp zeer hoog is.

Dat is maar gedeeltelijk waar.

Een datasheet is niet eenvoudig. Het antwoord op je vraag is dat ook niet. Misschien helpt het volgende:

Een opamp is niet perfect.

De kans dat Bram bij het uitrekenen van z'n versterkingsfactor de niet-ideale-eigenschappen van z'n opamp zal moeten meenemen is klein. Ik wilde reageren: Bram: hij kijkt in het datasheet: "Oh! Een opamp!" en gaat dan rekenen.

Bram, jou posts beginnen weeer het gehalte: "het werkt niet, wat doe ik verkeerd?" te krijgen. Geen informatie over wat je geprobeerd hebt en wat volgens jou "niet werken" is. En wat er dan wel gebeurt.

Voor jou meest recente post hierboven mis ik: Wat je had willen bereiken ("een versterking van 10x"), je berekening, het resulterende schema en wat er dan gebeurt wat volgens jou niet de bedoeling was.

Dit heb ik van Wikipedia gevonden

Ideale opamp
- Een oneindig grote openlusversterking Ao
- Een oneindig hoge ingangsimpedantie
- Een uitgangsimpedantie gelijk aan 0, kan dus oneindig veel stroom leveren.
- Een oneindig grote bandbreedte of frequentiebereik
- Een common-mode rejection ratio (CMRR) die oneindig groot is.

Reële opamp
- Versterkingsfactor circa 10⁵ en hoger
- Ingangsimpedantie ter grootte van mega-ohms
- Ingangsstroom mag verwaarloosd worden
- Uitgangsimpedantie rond de 100 ohm.
- Bandbreedte: zeer groot
- CMRR: zeer groot

@rew
Je was me net voor

Ik zie niet zo goed in waar mee men rekening moet houden omdat de opamp niet ideaal is. De uitgangsinpedantie zie ik wel in dat men hier rekening mee moet houden.

@rbeckers
Zou je even kunnen verduidelijken waar ik fout zit.

@rew
Ik ben net het schema aan het tekenen als het af is post ik het.

Er zijn ook Current feedback opamps.
http://en.wikipedia.org/wiki/Current-feedback_operational_amplifier

Ook offset, drift, slew-rate, etc.

Hier bij het schema wat ik nu als test opstelling heb gebruikt.

Het doel van deze schakeling is om bij een ingangsspanning van 5V 10A door de load te laten gaan. 2V --> 4A 0.5V --> 1A

Ik zo heb ik dit schema ontworpen:
Ik heb het schema in gedachten gesimuleerd met een stroom van 10A en dus een ingangsreferentie van 5V. Ik zal deze waarde ook even gebruiken om uit te leggen hoe ik aan dit schema ben gekomen.

R2 en R6 zorgen samen voor een spanningsdeling waardoor er ongeveer op de + ingang van de opamp 1/10 van de referentie spanning komt te staan. Dus komt er op de + ingang van de opamp ongeveer 0.5V te staan.

Wanneer er door de shunt 10A vloeit zal er een spanningsval van 1V over de shunt zijn. Dus om de 2 ingangen van de opamp gelijk te maken moet deze spanning nog eens door 2 gedeeld worden. Hiervoor gebruik ik de weerstanden R3 en R5. Ik heb gebruik gemaakt van een 10K potmeter zodat ik in beide richtingen nog wat kan bij regelen omdat ik weerstanden van de E12 reeks gebruik. Dus deze pot meter zou dus ongeveer nu in het midden moeten staan.

Op 25 juli 2014 12:18:17 schreef rew:
Dat soort regeltjes wordt hier in Nederland maar heel langzaam aangepast. En met begrip voor "de bestaande situatie". Vroeger mocht het. Hier in mijn huis is het ook lastig om randaarde te vinden. Dus inderdaad: Vrijwel overal stopcontacten zonder randaarde. Je mag het niet meer zo aanleggen. Maar zolang de boel niet essentieel gereviseerd wordt, mag dat volgens mij blijven zitten.

Dat klopt helemaal.

Ik heb nu even de potentiometer naar een exemplaar van 100K vervangen en nu heb ik wel een groter regelbereik maar het is nog niet juist. Is het mogelijk om even te vertellen waar ik in bovenstaand schema + beredenering (vorige post) waar ik mis zit te denken. Zodat ik het helemaal snap en de weerstanden zelf kan berekenen.

wat gaat er dan niet "juist"?

Bram. Dat nog-verder-delen van de toch-al-kleine spanning uit je stroomshunt is geen goed plan. Gewoon de ingangsspanning iets verder delen.

Ik gebruik 2W weerstanden en dan wat kleinere waardes. (mikkend op max 1W dissipatie in de shunt). Anderzijds, er ontstaat door de weerstand een terugkoppeling: een plotselinge toename van de stroom zal de gate-source spanning direct doen afnemen, waardoor de stroom weer afneemt.

Om de boel stabiel te krijgen kan het zijn dat er een condensator tussen pin 6 en pin 2 van de opamp moet. Bij mij 3nF of meer. (blackdog heeft die condensator ook).

Dus in dit schema mijn adviezen: haal R3 weg, R5 wordt 1k, 3-5nF tussen 2 en 6 van de opamp, en R6 wordt iets van 470 om VREF=5V bij 10A te maken.

(Ik ben zelf nog maar aan het testen met "max 3A" als componenten keuze! En in die situatie had ik al 75 mV over de shunt, en 25mV over de baantjes er naar toe! De nieuwe print met dikkere baantjes moet ik nog in mekaar zetten.)

@rew

Bedankt voor het advies!!!

Kun je ook nog even uitleggen hoe jij aan die waardes komt. Ik wil het begrip opamp volledig snappen zodat ik in volgende projectjes alles zelf kan berekenen

Ik gebruik inmiddels al een tijdje het ontwerp van "rew".
Maak gebruik van twee parr geschakelde printjes met per kanaal een drain weerstand van 6.6 ohm 50 W.
Per kanaal 2.5 Amp , accupack spanning van 24V.
Alles simpel aansturen loggen en uitlezen met arduino nano.
Ben nu bezig alles in een leuke behuizing te bouwen.T.z.t foto's !

Hi Bramvr,

Het even allemaal bereken is niet zo simpel...
Het hier kort en bondig uitleggen al helemaal niet

OK, je had al begrepen dat de opamp als er tegenkoppeling aanwezig is, het liefst bijde ingangen op het zelfde niveau wil hebben.

OK, de -ingang heeft een spannings van "0" tot (UxI) = 1V
Je gaat dus uit van max 10Ampere van je Dummy load.

Als je 5-Ampere als belasting voor een voeding wilt hebbben zal je dus 0,5V op de +ingang moeten aanbieden.

Dan breng de opamp de spanning op de Gate zover omhoog zodat er ook 0,5V over jouw 0,1-Ohm weerstand valt.
Hoe hoger de spanning op de Gate, des te verder gaat de Fet in geleiding.

Nu zijn er een aantal zaken waarmee je rekening zal moeten houden.
Een opamp is ontwikkeld voor een bepaalde versterking bij een bepaalde belasting.
Deze belasting bestaat niet alleen als pure weerstands belasting maar ook, wat het meeste voorkomt, uit een capacitieve belasting.

In de datasheet van de meeste opamps staat een grafiek van de "openloop gain" dit gecombyneerd met het fase gedrag van de uitgang t.o.v. het inganssignaal.
Veel opamps zijn stabiel bij een minimale versterking van 1x, maar niet alle, er zijn wat OpAmp's die meestal voor HF bedoeld zijn, die minimaal 10 tot 25x moeten versterken, anders genereren ze.

OK, verder na deze uitstap, in de datasheet zie je dus in die grafiek dat er bij "0" db versterking een bepaalde fase ruimte over is, meestal tussen de 45 en 90 graden.

Nu gaat het mis als de ontwerpen alleen een weerstand van de uitgang van de opamp naar de Gate of de basis aansluit.
Vooral bij een Gate (Fet) spelen er grote capaciteiten mee en dat geeft grote fase verschuivingen.
Waar het op neer komt is, dat het signaal dat in de gate wordt gestuurd, wordt vertraagt vooral bij de wat hogere frequenties.
De opamp houd dus steeds minder fase ruimte over dan de 45 a 90 graden, het gevolg is generatie verschijnselen.

Een oplossing is dan de condensator waar rew het over heeft tussen de uitgang an de OpAmp en de -ingang.
Daarvoor moet dan wel een weerstand worden opgenomen tussen de stroom meetweerstand en de -ingang.
Die weerstand en de extra condensator maken een kantelpunt voor de hogere frequenties zodat die hogere frequenties wat tegenkoppeling betreft niet meer door de Fet gaan.

Je kan hier dus niet zomaar wat inplakken, als ontwerper kan je wat dit betreft spelen met Spice en/of met je soldeerbout en wat boeren verstand

Nu nog een probleem waar je tegenaan loopt, bij dit soort schakelingen.
Je wilt natuurlijk de verliezen zo laag mogelijk houden, dus ook je meetweerstand zo klein mogelijk.
Dat is knap lastig met de onderdelen die de meeste kiezen op fora zoals deze.
Iedere keer zie ik weer de LM324 en de CA3140 voorbij komen (laat ik het maar niet hebben over de 2n3055 )
Dat zijn relikwieën van 20, 30 ,40 ,50 jaar geleden.
Ja maar, ze zijn zo goedkoop en iedereen heeft ze... ja en?

Er is zoveel mooi materiaal te koop voor iets meer geld.
Ik heb in mijn Dummy Load de TLC271 gebruikt, geen superding, maar bij de gebruikte transistoren een goede keuze.
En goede opamp is de LT1013 van LT en zo zijn er nog een aantal die iets neller zijn dan zeg de LM324 en zijn familie.
Het voordeel van de nieuwere opamps is ve veel lagere offset spanning en de hogere Slew Rate en lage bias stromen.

Met één meetweerstand van 0,1 Ohm kan je b.v. niet op een normale manier je dummy load instellen op zeg 10mA.
1A = 0,1V, 100mA=10mV, 10mA=1mV en 1mA=0,1mV

Kijk nu eens bij de ofsset spanning van je opamp, hoe groot de fout al kan zijn, controleer dan ook de bias stroom.
Deze bias stroom is ook nog eens net als de offset temperatuur afhankelijk.
Bij de CA3140 is de typical ofsetfout 5mV! dat is een fout van 50mA in jouw schakeling.
De bias stromen kan je vergeten bij deze opamp, omdat hij Fet ingangen heeft, max 50pA.
De snelheid is voor deze toepassing ook goed, rond de 9VuSec.

Behalve de hoge offsetfout van deze opamp heeft hij nog een vervelende eigenschap.
Als je hem voed uit een relatief lage spanning, zeg 5V dan kan hij maar 1mA sinken.
Deze eigenschappem maken heb eigenlijk niet geschikt voor het aansturen van een powerfet...

Mooi, dit was een deel van waar je allemaal op moet letten bij het ontwikkelen van de Dummy Load.
Dat is niet makkelijk net als lineaire voedingen ontwikkelen.

Dan heb ik het nog niet gehad over waar je "sense" punten moeten zitten, dynamisch gedrag enz.

Succes,
Blackdog

PS
Al die fouten die kunnen optreden en de ze berekenen heten "error budget"

Link naar info...
http://electronicdesign.com/power/whats-all-error-budget-stuff-anyhow

Blackdog, goed verhaal.

@blackdog

Bedankt voor de uitleg!!!

Ik ga wel enkele dingen aan halen zodat ik het goed snap. Ik ga dit wel één voor één doen want anders wordt dit een onoverzichtelijke boel

In de datasheet van de meeste opamps staat een grafiek van de "openloop gain" dit gecombyneerd met het fase gedrag van de uitgang t.o.v. het inganssignaal.
Veel opamps zijn stabiel bij een minimale versterking van 1x, maar niet alle, er zijn wat OpAmp's die meestal voor HF bedoeld zijn, die minimaal 10 tot 25x moeten versterken, anders genereren ze.

Dit snap ik wel maar ik weet niet juist uit welke grafiek je dit kunt afleiden. Is het mogelijk om even het figuur nummer van de grafiek te geven waaruit je dit kan afleiden. Datasheet

OK, verder na deze uitstap, in de datasheet zie je dus in die grafiek dat er bij "0" db versterking een bepaalde fase ruimte over is, meestal tussen de 45 en 90 graden.

Dit snap ik niet zo goed en dus vind ik dit ook niet terug in de datasheet.

Ik heb nog wel andere vragen maar ik denk dat we het beste eerst deze oplossen voor ik verder ga.

Ik wil jullie allemaal al eens bedanken voor de goede uitleg!!!

Misschien helpen:
"Opamps for Everyone" of
"Troubleshooting Analog Circuits"

@rbeckers

Is dit wat jij bedoeld?

Zo ja is het wel een beetje een probleem omdat Engels een struikelblok voor me is.

Ja. Vooral H2 t/m H6.

Dan investeer wat tijd en moeite om meer kennis van het Engels te vergaren.
Bijna alles, datasheets, application notes en boeken, is in het Engels.