Bachelorarbeit Chris Bauer - Geothermie Wiki - zwerg - KIT

5.2. Strommessung
5.2. Strommessung
Für die Strommessung des Brushless DC Reglers wird ein Shuntwiderstand verwen-
det. Fließt ein Strom durch den Shuntwiderstand, so fällt an diesem proportional zum
Strom eine Spannung ab. Diese Spannung über dem Shuntwiderstand wird mit dem
AD-Wandler des Mikrocontrollers ausgewertet. Mit dem ohmschen Gesetz: U = R · I
kann dann, mit dem bekannten Widerstandswert, auf den Strom zurück gerechnet wer-
den.
Um eine bessere Auflösung zu erhalten, wird das Signal verstärkt. Hierfür wird der
Current-Shunt-Monitor INA271 von TI verwendet. Dieser bietet außer der Verstärkung
noch weitere nützliche Features, auf die im folgenden eingegangen wird.
5.2.1. Current-Shunt-Monitor
Der verwendete Current-Shunt-Monitor INA271 von TI ist auch in der Hochtempera-
turvariante INA271-HT erhältlich. Aus diesem Grund, kann die Schaltung zur Strom-
messung zu einem späteren Zeitpunkt von der Standard Elektronik ohne Änderungen
auf der Hochtemperaturelektronik umgesetzt werden.
Der verwendete Curren-Shunt-Monitor bietet folgende Ausstattungsfeatures:
• Verstärkung des Messsignals um den Faktor 20
• Überspannungsschutzfunktion für den Mikrocontroller
• Integrierte vorbereitete Schaltung um das Signal zu filtern
• Spannungsversorgung von +2,7V bis +18V
• Spannung am Ausgangspin begrenzt durch die Versorgungsspannung
Ohne Current-Shunt-Monitor IC müssten die Referenzspannungseingänge des AD-
Wandlers auf das Spannungspotential des Shuntwiderstandes angepasst werden. Da
die Spannungsversorgung der 6-Puls-Brückenschaltung aufgrund des PWM-Signals
stark schwanken kann, ist dies nicht ohne Risiken für den Mikrocontroller zu realisie-
ren. Mit Current-Shunt-Monitor ist das Anpassen am Mikrocontroller nicht notwendig
und es kann direkt der Ausgang mit dem AD-Wandler Eingang verbunden werden.
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