Hallo Leute, hab mal ne Frage: Hat sich schon mal jemand mit der digitalen Regelung eines Schaltnetzteils mittels DSP beschäftigt? Das Problem genau ist 1. erstellen der Übertrgungsfunktion 2. implementierung in C oder ASM Gruß Mauro
Nein, das hat vermutlich noch niemand. :-) Warum? Weil ein einfach OP immer noch VIEL schneller ist als ein TEURER DSP mit VIEL Entwicklungszeit. Hinzu kommt das man sich gerade bei Schaltnetzteilen bemueht moeglichst schnell zu sein um die Induktivitaeten und Kapazitaeten klein zu bekommen. Es gibt natuerlich wie immer Ausnahmen. Atmel hat z.B eine Applikation wo sie einen Tiny als schlechtes Schaltnetzteil verweden. Das kann in einzelfaellen dann sinnvoll sein wenn man exotische Sonderfunktionen will. Man konnte sich z.B ein Schaltnetzteil programmieren das eine definierte Spannung fuer eine Taschenlampenbirne erzeugt, die Lampe beim einschalten langsam hochfaehrt damit sie nicht durchbrennt, gleichzeitig den Ladezustand des Akkus ueberwacht und die Lampe blinken laesst, oder dunkler schaltet wenn der Akku leer wird. Sozusagen einen Superluxustaschenlampe mit einem Tiny. Aber fuer ein normales Netzteil wuerde man das sicherlich nicht machen. Olaf
Hallo Olaf, das würde ich so nicht unbedingt sagen. Wenn man z.B. die Regelparameter des Schaltnetzteiles mal (geschwind) ändern möchte, muss man dazu kein Lötkolben in die Hand nehmen. Das mit der Geschwindigkeit ist auch so ne Sache. Es gibt DSP's mit 150 MHz Takt. Natürlich kann man damit keine Stromanstiegszeiten im ns Bereich Messen, aber das ist hier auch nicht die Aufgabe, denn für einen solchen Fall muss man "extern" sorge tragen. Hier geht es primär darum, den ganzen analogen Regelteil digital zu verpacken. Gruß Mauro
Warum sollte man die Regelparameter eines Schaltnetzteils aendern wollen? Aus einem Schaltnetzeil soll eine bestimmte Spannung ueber einen moeglichst breiten Belastungsumfang rauskommen. Das kann ein analoger Regler leisten, wie man an den unzaehligen fertigen SchaltreglerICs sehen kann und der kostet nichts im vergleich zu einem DSP. Und was sind schon 150Mhz Takt? Wieviel Befehle wirst du fuer eine Regelschleife brauchen? 50? 100? Mir faellt da wirklich keine sinnvolle Anwendung ein. Olaf
Weil sich die Anzahl der benötigten Bauteile so auf ein minimum Reduzieren lässt? Da man die Ausgangsspannung 'digital' steuern kann? Da man dann den Algorithmus auf so ziemlich alle Schaltnetzteiltopologien leicht anpassen lässt? Besseres Rauschverhältnis? Leichte abänderung aller Parameter? Einchip Lösung? Wenn ich noch ein bisschen drüber nachdenke, fallen mir mit sicherheit noch ein paar Sachen ein. Gruß Mauro
So wie z.B. Hohe Kosten, geringere Sicherheit (z.B. bei Absturz des DSP) und noch viele weitere...
@Benedikt zum Thema Absturz: Ein DSP ist kein PC mit Windows drauf, der braucht nicht mehrere Minuten, um wieder hochzufahren. Hier kann sicher irgendwie mittels Watchdogtimer ein engmaschiges Sicherheitsnetz gespannt werden. Es gibt schließlich viele Anwendungsgebiete mit schnellen Regelungen, die sicherheitsrelevant sind. Die Kosten sind immer eine Frage des Bauteils, dass man verwendet und der Stückzahl davon... Gruß, Michael
Hi LQFP128 + Spannungsregler + MOSFET-Treiber + Softwareentwicklung vs. SSOP24? Ich weiß wohl für was ich mich entscheiden würde :-) Matthias
@MSE Ich weiß ja nicht wie schnell der Watchdogtimer ist, aber wenn man bei einem Schaltnetzteil den MOSFET mal ein paar ms statt us anlässt knallt es... Es muss nicht Windows sein, um einen Controller zum Absturz bringen zu bringen. Ich kenne eigentlich kein Gerät mit uC, uP, DSP usw. das noch nie abgestürzt ist. Hier mal ein Liste von Geräten bei denen nur ein Entfernen der Batterien bzw. ziehen des Netzsteckers half: -Fahrradtacho -Digitalkamera -TV (Menüeinstellungen) -Sat Receiver (Sowohl MPEG Dekoder DSP als auch Menü) -Telefonanlage und vieles mehr..
@Benedikt Ich kann auch nicht aus dem Stehgreif sagen, welche Reaktionszeit sich mit einem Watchdog-Timer realisieren lassen. Aber es sollte theoretisch möglich sein, ihn auf das Auslassen von ein oder zwei Reglerzyklen zu dressieren. Das Booten des DSP-Programms kann auch sehr schnell gehen. Es gibt einfach Schaltungen, die nicht abstürzen dürfen bzw. die so gebaut sein müssen, dass es danach trotzdem schnell genug weiter geht. Und ich denke hier läßt es sich im Prinzip vermeiden, dass der Ausfall im Bereich von Millisekunden dauert. Man könnte ausserdem eine Abschaltung der MOS-Stufe bei Erkennen des Absturzes vorsehen. Die von Dir genannten Geräte sind Geräte aus dem Konsumer bereich, die nicht auf Ausfallsicherheit hin entwickelt wurden. Gruß, Michael
Bei nem Abwärtswandler sollts gehen... (wenn der Last ne Spannungsspitze im Fehlerfall nichts ausmacht) Alle anderen Arten von SNTs scheiden aus. Bei halbwegs sinnvoller Dimensionierung liegen zwischen Normalbetrieb und Rauch vielleicht 10-30 us. (Induktivität geht in Sättigung, Strom vervielfacht sich, Transistor brennt durch, C explodiert, Spule brennt durch) Du kannst die Schaltung natürlich sooo überdimmensionieren, dass die Teile es aushalten, Widerstände einbauen um den maximalen Strom zu begrenzen, etc.. Dann wirds aber wohl unwirtschaftlicher als ein Trafo mit Längsregler.
Hallo Leute, da hab ich was angefangen. Es läuft jetzt in eine ganz andere Richtung als geplant. Hier geht es nicht um Absturz und Explosionen sondern um die Realisierung. Sprich Aufstellen der Regelschleife im Laplace-Bereich übertragung in eine Z-Funktion und erstellen des C-(ASM)-Algorithmuses. Das man sicherheitsmassnahmen (im Code) berücksichtigwen muss, ist klar. Gruß Mauro
Hi Z-Übertragungsfunktion? Die üblichen Schaltregler sind nichts anderes als Zweipunktregler mit ein paar Zusatzfeatures. Mehr nicht. Matthias
Also gut,
Bsp: Buck-converter mit nötigster Austattung
("Schalter",Diode,Spule,Kondensator,Last). Der Schalter muss
periodisch (120 kHz) mit einem Verhältnis d geschalten werden, damit am
Ausgang die gewünschte "kleinere" Spannung aber dafür "größerer"
Strom rauskommt. Jetzt ist aber der Schalter hochgradig nichtliniear!
D.h. man muss zuerst die Übertragungsfunktion (Kleinsignal) im
s-Bereich aufstellen. Daraus und aus der Kenntnis (wenn man die
Kenntnis hat) der anderen Blöcke (PI-Regler, Strecke,...) sollte man
dann die Regelstrecke aufstellen können. Jetzt fehlt nur noch die
Kenntnis!
Gruß
Mauro
Auch nen analoger Regler kann kaputtgehen. Korrosion und Änderung von irgendwelchen Übergangswiderständen, Alterung usw. Ausserdem gibts bei DSPs, die für Motorsteuerung ausgelegt sind, bei den PWMs auch Fault-Eingänge, über die die PWM Ausgänge hardwaremässig hochohmig gezerrt werden. Da pfeift nix durch, im Gegenteil, ist sogar vielseitiger als reine analoge Lösungen, und das bei gleicher Sicherheit. UNd darum kanns eben auch gehen, Vielseitigkeit. In einen µC kann man Spannungs- und Stromprofile einspeichern, die abgefahren werden. Das ist im übrigen derzeit meine Diplomarbeit. ;) der Flo p.s. ich habe auch noch keinen Ansatz für die Übertragungsfunktion, wäre aber sehr an Erkenntnissen interessiert :)
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