Hallo! Ich baue einen AC/DC Wandler(3.2kW) mit 42V - 58V Ausgangsspannung. Diese Spannung bekommt das Gerät von einem Bus. Geregelt wird das ganze digital mit ein dsPIC33. Die Ausgangsspannung muss sehr genau gehalten werden (Einstellbar in 10mV Schritten. Nur muss sie erstmal genau gemessen werden. Mit dem 10Bit AD Wandler kann ich nur mit 60mV Auflösen. Ich muss daher irgenwie den Messbereich einschränken und dann mit dem ADC Auflösen. Ich dachte an einen OPV als Differenzverstärker. Wird die Verstärkung entsprechend gewählt kann ich auf diese Spannung "hineinzoomen" und dann mit dem ADC messen. Jedoch muss immer die Referenz des OPVs verändert werden und das ist ein Aufwand. Welche Lösungvorschläge habt ihr? MFG
Über DAC eine genaue Vergleichspannung erzeugen, dann über Komparator mit der Ausgangsspannung vergleichen. Den DAC kannst ja trotzdem noch nehmen (zum grob regeln) und dann mit dem Komparator fein regeln.
Eine Schwierige Aufgabe, die du da hast. Von der altmodischen Art und Weise her kann man z.B. Z-Dioden in Reihe schalten und so eine Spannungslupe zaubern. Jedoch sind hier sehr großé Nichtlinearitäten im Spiel, aber mit einigen Vergleichsmessungen kann man diese herausbekommen...und die Kurve Linearisieren bzw. quadratisieren. Die Idee mit dem OPV ist nicht schlecht nur da brauchst du trotzdem mindestens 2 Vergleichsspannungswerte, die in der höhe nicht mehr genau genug sein werden. Die Durchbruchspannung der Z-Dioden hingegen bleiben bei relativ konstanter Temperatur gleich. Mit Verlustleistung musst du dabei so und so leben... also ich denke die gute alte Spannungslupe ist die einzige Methode mit der sich die 10mV realisieren lassen.
Mönnte die Kapazität einer Z Diode Probleme machen. Ich hatte mal den Fall, das ich mit einem Komparor auf 400V sensen musste. Hatte eine Z-Diode am Komparator Eingang um die SPannung zu begrenzen. Andernsfalls müsste man das Teilerverhältnis des Spgteilers ändern müssen und die Schaltschwelle wäre nahe null. Der Spannungsteiler musste entprechend hochohmig sein (400V). Eine fallende Flanke hat die Z-Diode durch ihre Kapazität verschliffen. Eine Si-Diode in Serie brachte kaum etwas. >Die Idee mit dem OPV ist nicht schlecht nur da brauchst du trotzdem >mindestens 2 Vergleichsspannungswerte. Wieso 2? Differenzverstärker, mit verstellerbarere Referenz an einem Eingang und das Messignal am anderen EIngang. Zuerst wir mit dem ADC des dsPIC die Spannung mit 10 Bit gemessen. Dann wird mit dem DAC (auch 10-Bit) eine Referenz generiert die diesem Wert entspricht und auf den Diffenzverstärker gelegt. Dieser Verstärkt das Signal mit einem ensprechendem Faktor. Diese Verstärkte Abweichung vom Refwert wird wieder mit 10-Bit gesampelt. Der Rest ist Mathematik. Sollte in der Theorie funktionieren, doch Probleme sehe ich bei der Ref-generierung. In dem verseuchten Teil. Auch die Verstärkung des Diffverstärker muss Konstant bleiben. Zeit ist auch ein problem, schliech ist dies auch der Istwert für den Regelkreis. Hat jemand andere einfachere Vorschläge? Wie ist Spannungslupe mit Z-Diode in meinem Fall gemeint? MFG
@ Fralla (Gast) >Ich baue einen AC/DC Wandler(3.2kW) mit 42V - 58V Ausgangsspannung. >Die Ausgangsspannung muss sehr genau gehalten werden (Einstellbar in >10mV Schritten. ??? Das macht mal locker 5800 Counts Vollausschlag, also ein 13Bit++ Wandler. Gibt es im Laden fertig. Aber 3,2 *K*W auf 10mV GENAU regeln zu wollen halte ich für äusserst sportlich. Wofür soll das gut sein? >Ich muss daher irgenwie den Messbereich einschränken Kann man mit einem OPV als Subtrahierer machen. Die Z-Dioden Sparlösung ist Murks. MFG Falk
Also erstmal danke für die Vorschläge! >Das macht mal locker 5800 Counts Vollausschlag, also ein 13Bit++ >Wandler. >Gibt es im Laden fertig. Möchte den im dsPIC verwenden. >Aber 3,2 *K*W auf 10mV GENAU regeln zu wollen halte ich für äusserst >sportlich. >Wofür soll das gut sein? Ja 10mV ist heftig, aber die dynamischen Anforderungen an Lastsprünge sind äußerst gering. Line regulation klarerweise wider streng. Wofür? Für einen speziellen Antennenverstärker, was an dem so toll ist weis ich selbst nicht. Jedenfalls bekommt meine PSU von diesem Verstärker über einen Bus die Spannungsdaten. Den Leistungsteil hab ich schon im Griff. Jedoch sowas banales wie die ADC Auflösung hab einfach nicht bedacht, bei anderen Geräten reichte 10Bit immer volkommen. Subtrahierer? Man könnte 42V abziehen (vorher natürlich auf OPV level geteilt) und nur den zu verstelleden bereich mit 10Bit Samplen. Doch damit erreicht man im besten Fall nur 16mV. So eine verdammte Schei.e! Mir fällt wirklich nur die Differenzverstärker Methode ein... Exteren ADC und den wiederan den dsPIC koppeln, nein, hab lieber den interen der kann immerhin 4000ksps Wenn jemand was besseres weis, bitte sagen... MFG
Oversampling? Siehe app-note von atmel. Rauschen wird genug da sein.
Antennenverstärker mit 3,2kW? Respekt. Dann wohl eher ein Sender. Arno
@ Fralla (Gast) >Für einen speziellen Antennenverstärker, was an dem so toll ist weis ich >selbst nicht. Und der braucht auf 10mV genau eine Versorgungsspannung? Klingt sehr esotherisch. >Den Leistungsteil hab ich schon im Griff. Naja .. . >Subtrahierer? Man könnte 42V abziehen (vorher natürlich auf OPV level >geteilt) und nur den zu verstelleden bereich mit 10Bit Samplen. Doch damit erreicht man im besten Fall nur 16mV. Tja, Pech gehabt. MfG Falk
Dann nimm entweder 2 subtrahierer und zwei ADC eingänge und zieh jeweils 42 und 50 Volt ab oder nimm einen subtrahierer den du zwischen 42 und 50 volt umschalten kannst. Dann hast du 8V / 1024 macht 7,8mV... zumindest theoretisch.
So, ich habe das jetzt so halbwegs hinbekommen. Zuerst wird die Spannung ordendlich gefiltert, klar. Zusaätzlich auf das Schalten des LLC DC/DC Leistungsteils synchronisiert. Dann wird mit dem ADC die Spannung auf 10-Bit gemessen. Anhand dieser Messung wird mittels PWM eine Referenzspannng für den Differenzverstärker erzeugt. Diese Differenz wir wieder mit dem ADC gemessen und die Ist-Spannung berechnet. Die Spannung wird bei Vollast jetzt gearde so auf 10mV genau gehalten, das Kalibibrieren wird ein weiteres Problem. >Und der braucht auf 10mV genau eine Versorgungsspannung? Klingt sehr >esotherisch. Dachte ich auch, aber so stehts in der Speck. Was das soll weis ich aber >Oversampling? Kling auch interessant, wenn ich 42V abziehe, müsste ich in meinem Fall mindestens 4x Oversampeln (für 11Bit)? Hab damit keine Erfahrung aber jetzt weis ich, dass es eine Alternative geben würde. Wenn das rauschen das LSB toggelt, dann müssen die 4 Werte einfach nur gemittelt werden? Das wäre deutlich einfacher, denn jetzt ist wieder viel mehr Analog Zeugs im Einsatz MFG
> Ich baue einen AC/DC Wandler(3.2kW) mit 42V - 58V Ausgangsspannung. > Diese Spannung bekommt das Gerät von einem Bus. Geregelt wird das ganze > digital mit ein dsPIC33. > Die Ausgangsspannung muss sehr genau gehalten werden (Einstellbar in > 10mV Schritten. Nur muss sie erstmal genau gemessen werden. Mit dem > 10Bit AD Wandler kann ich nur mit 60mV Auflösen. > > Ich muss daher irgenwie den Messbereich einschränken und dann mit dem > ADC Auflösen. Ich dachte an einen OPV als Differenzverstärker. Wird die > Verstärkung entsprechend gewählt kann ich auf diese Spannung > "hineinzoomen" und dann mit dem ADC messen. Jedoch muss immer die > Referenz des OPVs verändert werden und das ist ein Aufwand. Hallo Fralla, 58V (bei 3.2kW) auf 10mV genau einzustellen, hört sich nach großem Quatsch an. Wer eine solche Aufgabe stellt, hat in geschätzten 99% der Fälle nicht den Hauch einer Ahnung, auf was es bei dem Meßproblem wirklich ankommt. Die restlichen 1% der Leute, die so eine Aufgabe stellen, haben genügend Erfahrung, um selbst genaue Bearbeitungshinweise zu geben. Also: Erstmal nachdenken, auf was es wirklich ankommt! Wenn Du nach reiflicher Überlegung immer noch meinst, Du brauchst unbedingt die 10mV, kannst Du folgendes probieren: 1) Spannung mit hochohmigem Spannungsteile auf OPV-Spannungslevel runterteilen. (Wenn Du durch 10 teilst, hast Du Spannungen von 4.2V-5,8V). Alleine das Runterteilen ist jedoch schon recht sportlich, da Du dazu die genauen Werte der Widerstände brauchst. Selbst wenn die Widerstände auf 0,1% genau sind - das ist das, was man im Laden noch kaufen kann-, hast Du schon systematische Abweichungen von 1/1000*42V = 42mV. 2) Driftarmen OPV-Subtrahierer verwenden (mit Zero Drift Amplifier) und Differenz Deiner Spannung zu einer sehr genauen 5V-Referenzspannungsquelle bilden. Alternativ kannst Du einen Differenzverstärker wie INA... nehmen. Hier besteht wieder dasselbe Problem mit der Genauigkeit der Widerstände. 3) Differenzsignal mit µC einlesen. Du kannst beispielsweise solche ADCs verwenden. http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsearch.tsp?family=analog&familyId=390&uiTemplateId=NODE_STRY_PGE_T&virtualTreeURL=D_PARAMETER_2000084|GTEQ|20 Gruß, Michael
3.2 kW bei 58 V geben einen Strom von gut 50 A. Wenn man da auf 10 mV messen will, muß man wirklich sehen wo man mißt. Da sollte man lieber einen externen AD wandler mit genügender Auflösung nehmen. Zum Teil gibts die auch mit integrerter Referenz. Wenn man auch schnelle Störungen erkennen muß, dann eventuell einen langsamen externen AD für die Auflösung, und den internen AD AC gekoppelt fürs Schnelle.
>58V (bei 3.2kW) auf 10mV genau einzustellen, hört sich nach großem >Quatsch an. Wer eine solche Aufgabe stellt, hat in geschätzten 99% der >Fälle nicht den Hauch einer Ahnung, auf was es bei dem Meßproblem >wirklich ankommt. Ist es eigentlich nicht. Das Gerät ist ursprünglich ein normaler Telecom Rectifier. Auch da muss die Spannung in 50mV Schritten verstellbar sein. Die härtere Anforderung ist der Voltage Droop von 15mV+-2mV/A. Es werden 3 bis 16 Units hart parallel an eine Busbar gehängt. Im Active Current Share Mode gibt ein Master vor wieviel Strom jede Unit zu liefern hat und schaltet sie bei Bedarf auch ab, zählt Betriebstunden etc. Für Passive Current Share ist logischerweise ein definierter Droop notwendig. Sonst wurde dies (und andere Sachen, zb Power Limmit) durch externe Analoge Regelkreise + PWM Controller realisiert und funktioniert seit Jahren Problemlos. >3.2 kW bei 58 V geben einen Strom von gut 50 A. Wenn man da auf 10 mV >messen will, muß man wirklich sehen wo man mißt. Das ist klar jede Unit mist an ihren Klemmen zur Busbar. Die Analoge Variante funktioniert problemlos, da hängen 16 Units (mit 2.4kW) parallel. Im Normalbetrieb geben die nie alle gleichzeitig Vollgas (Teillast bzw sleep zwecks Redundanz und Lebensdauer). Testweise auch alle 16 Vollast auf einen Straßenbahn Bremswiderstand, sind dan knapp 40kW. Auch mit passive current share funktioniert das (ok ein paar hängen im Power Limit). >Da sollte man lieber einen externen AD wandler mit genügender Auflösung >nehmen. Ist angeblich zu teuer... Da jetzt alles digital sein muss, und der dsPIC Regeln muss ist eben das Problem der Spannungsmessung da. Zusätzlich muss für eine Spezialanwendung eben auf 10mV genau geregelt werden jedoch ohne droop. AD8629 wurde ursprünglich zum Strommessen eingesetzt und "verzog" den Spannungs Regelkreis. Wenn ich mit dem dsPIC eine genaue Referenz erzeugen kann braucht man ja keine genaues SpgTeilerverhältnis, weder für den Spgteiler, noch für die Verstärkung. Oder? MFG
Das weit mehr als 10mV an der Leitung (Schiene) zum Sender abfallen ist klar. Deshalb sitzt oben eine Power Filter Unit, nochmals nachfiltert, ganz ganz winzig wenig linear regelt und Kommandos and die Rectifier oder den Current Share Master gibt. Irgendwann wirds ja HVDC geben. Wie siehts aus mit Oversampling? 4 fach wäre Leistbar für ein Bit mehr. Müsste man dan wirklich nur mehr mitteln, sofern das rauschen das LSB kippt? MFG
Also wenn ihr mehrere Supplies kontrolliert parallelisieren wollt, so muesst ihr den Strom regeln, nicht die Spannung.
Ja klar, und wie weis ein Gerät auf welchen Strom es regeln soll?
>Wie siehts aus mit Oversampling? 4 fach wäre Leistbar für ein Bit mehr. >Müsste man dan wirklich nur mehr mitteln, sofern das rauschen das LSB >kippt?
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