(004103)rg 042 Empfindlicher Overload-Sensor · PDF fileHALBLEITERHEFT 2000 7-8/2000 Elektor...

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Eine bewährte Methode der Stromüberwachung ist die Auf- nahme eines Messwiderstandes in den Stromkreis. Der Span- nungsabfall ist um so größer, je mehr Strom fließt, und die Messung ist um so genauer, je höher der Widerstand ist. Lei- der hat die Methode den Nachteil, dass der Spannungsabfall auf Kosten des angeschlossenen Verbrauchers geht. Um ihn möglichst niedrig zu halten, kann man in den Stromkreis einen aktiven Sensor einfügen. Diese Schaltung arbeitet mit einem einfachen Opamp vom Typ LF351 und einer Schottky-Diode. Zwischen dem invertierenden und dem nichtinvertierenden Opamp-Eingang liegt eine Spannung, die gleich der am Sen- sor-Widerstand Rs abfallenden Spannung plus der Dioden- Spannung ist. An der Schottky-Diode fällt eine Spannung von 0,2...0,3 V ab, sie lässt sich durch Wahl eines anderen Wertes für R1 in Grenzen beeinflussen. Ohne Überlast ist die Span- nung am invertierenden Opamp-Eingang höher als am nichtin- vertierenden Eingang. Am Opamp-Ausgang liegt daher nega- tive Spannung, beispielsweise -5 V. Mit zunehmendem Strom durch Rs sinkt die Spannung am invertierenden Opamp-Ein- gang. Sobald die Spannung an Rs die Diodenspannung über- steigt, schaltet der Opamp um. Sein Ausgang geht auf posi- tive Spannung, z. B. +5 V. Eine angeschlossene Kontrolllampe kann diesen Zustand anzeigen, oder ein Relais unterbricht den Last-Stromkreis. Die Betriebsspannung des LF351 darf maximal ±15 V betragen, so dass die Schaltung eine symmetrische Spannungsquelle von 5...15 V mit angeschlossenem Verbrau- cher überwachen kann. (004058)gd 2 3 6 IC1 7 4 LF351 R1 1k D1 R S S I 004058 - 11 U SUPPLY U U OUT Empfindlicher Overload-Sensor 042

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HALBLEITERHEFT2000

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als mit 600 Baud arbeitet,haben wir ein 74HC74-Flipflopals Zweiteiler nachgeschaltet,der die an DIP-Schalter S1 ein-gestellte Baudrate verdoppelt.Achten Sie darauf, dass stetsnur ein Schalter geschlossenund alle andere offen sind,damit es nicht zu Kurzschlüs-sen kommen kann. Der Trimm-kondensator am Quarz istAbgleichpuristen gewidmet,ein 33-pF-Kondensator ist imNormalfall ausreichend genau.Die Stromaufnahme der Schal-tung ist durch die CMOS-ICsmit etwa 1 mA sehr gering.

(004103)rg

R1

33

0k

R2

2k2

CTR14

IC1

74HC4060

CT=0

RCX

10

11

12

15

13

14

11

13

12

CTCX

RX!G

1

6

4

5

7

9

3

4

5

6

7

8

9

3

2

+X1

X1 = 2.4576 MHz

C1

47p

C2

33p

S1

IC2b11

C

10

S12D

13

R

9

8

IC2a3

C

4

S2D

1

R

5

6

9600

4800

2400

1200

300

150

75

IC1

16

8

IC2

14

7

C3

100n

C4

100n

5V

004103 - 11

IC2 = 74HC74

5V

5V

5V

X1 = 2,4576 MHz

Eine bewährte Methode der Stromüberwachung ist die Auf-nahme eines Messwiderstandes in den Stromkreis. Der Span-nungsabfall ist um so größer, je mehr Strom fließt, und dieMessung ist um so genauer, je höher der Widerstand ist. Lei-der hat die Methode den Nachteil, dass der Spannungsabfallauf Kosten des angeschlossenen Verbrauchers geht. Um ihnmöglichst niedrig zu halten, kann man in den Stromkreis einenaktiven Sensor einfügen. Diese Schaltung arbeitet mit einemeinfachen Opamp vom Typ LF351 und einer Schottky-Diode.Zwischen dem invertierenden und dem nichtinvertierendenOpamp-Eingang liegt eine Spannung, die gleich der am Sen-sor-Widerstand Rs abfallenden Spannung plus der Dioden-Spannung ist. An der Schottky-Diode fällt eine Spannung von0,2...0,3 V ab, sie lässt sich durch Wahl eines anderen Wertesfür R1 in Grenzen beeinflussen. Ohne Überlast ist die Span-nung am invertierenden Opamp-Eingang höher als am nichtin-vertierenden Eingang. Am Opamp-Ausgang liegt daher nega-tive Spannung, beispielsweise -5 V. Mit zunehmendem Stromdurch Rs sinkt die Spannung am invertierenden Opamp-Ein-gang. Sobald die Spannung an Rs die Diodenspannung über-steigt, schaltet der Opamp um. Sein Ausgang geht auf posi-tive Spannung, z. B. +5 V. Eine angeschlossene Kontrolllampe

kann diesen Zustand anzeigen, oder ein Relais unterbricht denLast-Stromkreis. Die Betriebsspannung des LF351 darf maximal±15 V betragen, so dass die Schaltung eine symmetrischeSpannungsquelle von 5...15 V mit angeschlossenem Verbrau-cher überwachen kann.

(004058)gd

2

3

6

IC17

4

LF351

R1

1k

D1

R S

SI

004058 - 11

U SUPPLY

U

UOUT

Empfindlicher Overload-Sensor042

Von N.S.Harisankar VU3NSHBasis dieser Schaltung ist der Spannungsregler LM338, dermaximal 5 A liefern kann und sich für Ausgangsspannungenzwischen 1,2 V und 32 V eignet. Auch wenn dieses IC überzahlreiche eingebaute Schutzmaßnahmen verfügt, wird derAusgangsstrom hier durch eine Schmelzsicherung auf 2 Abegrenzt, so dass der Spannungsregler erst gar nicht in eineÜberlastungsssituation geraten kann.

Die Dioden D4 und D5 ermöglichen den Kondensatoren C1 undC2 die Entladung. D8 schützt die Schaltung, wenn am Aus-gang eine Spannung mit falscher Polarität anliegt. Der Kon-densator C1 dient der Entkopplung des Spannungsreglers underhöht außerdem die Brummunterdrückung von 60 auf 86 dB.Wenn die Verbindung zwischen R1 und R2 nicht über den Kon-takt S1b des doppelpoligen Schalter S1 mit Masse verbundenist, leitet T2, so dass die Ausgangsspannung über die Z-Diode

Robustes Netzteil für Handfunkgeräte043