Hi! Ich möchte per PWM Sollwerte für Strom und Spannung bei einem Netzteilprojekt vorgeben. Die Auflösung soll > 10 Bit sein, also etwas höher als der ADC. Ich verwende derzeit einen ATmega8L mit 8 Mhz, ich könnte ihn aber durch einen Atmega8 mit 16 Mhz ersetzen. Die beiden geglätteten PWM-Signale sollen letztenendes auf OPs gehen. Der Ausgang des Netzteils ist derzeit testweise über Potis regelbar (0-35V, 0-2,3A). Die Restwelligkeit beträgt laut Schaltungsbeschreibung <1mVVeff (spannungskonstant) bzw. <0,1% (stromkonstant). Wie bekomme ich die Sollwertvorgabe mit PWM hin, ohne einen Funktionsgeneratur zu erhalten ;-) ? Ich habe viele Beispiele gefunden, vom einfachen RC oder LC-Tiefpass bis hin zu Filtern Xter Ordnung mit mehreren OPs, aber welcher Aufwand ist gerechtfertigt und wie berechnet man das? Gruß Kersten
Ein einfacher RC Tiefpass sollte reichen wenn die Zeitkonstante des Filters (1/(R*C)) viel viel groesser als Deine PWM Frequenz ist. Schnell muss sich Deine Ausgangsspannung ja nich aendern, oder?
Man kann die Spannung noch weiter glätten, wenn man (Tiefpass-)Filter höherer Ordnung einsetzt.
Warum? Bin leider nicht sehr sattelfest bei den Filtern aber soweit ich weis ist der unterschied zwischen 1. Ordnung und 2. Ordnung (usw.) "nur" die Steilheit des Filters oder? Wenn man nur den Gleichanteil braucht (bzw. sehr niedrige Frequenzen) sollte es dann reichen wenn der Filter fuer eine sehr niedrige Grenzfrequenz dimensioniert ist und die PWM Frequenz viel viel hoeher als die Grenzfrequenz. (Es sei denn man muss die Ausgangsspannung "schneller" veraendern).
Danke für Eure Antworten! @Schmidi: Die Geschwindigkeit ist unkritisch, es geht ja nur um die Sollwertvorgabe, es darf also ruhig eine Sekunde dauern :). So wie ich das in der Wikipedia lese, verstärkt sich durch die höhere Ordnung die Dämpung oberhalb der Frequenz. Ich habe auf dem theoretischen Gebiet (vor allem bei Analogtechnik) ein ziemliches Defizit. Wie würde ich beim Tiefpass generell vorgehen? PWM-Frequenz bestimmen (Fast PWM): 8000000/(1+ 2^11)=3,9khz Tiefpass: f=1/(2piRC) so dass f wie groß ist?
Hm, blöd nur, wenn wegen des Ausgangsfilters auch die Lastausregelung eine Sekunde dauert... Das würde ich beachten!
@Johannes: Der Mikrocontroller gibt nur die Sollwerte vor, also z.B. "5V, maximal 300mA". Das Ausregeln der Spannung und die Strombegrenzung erledigt der Analogteil der Schaltung, der Mikrocontroller muss dabei garnichts machen. Ich will mit dem Mikrocontroller im Grunde nur 2 Potis (Strom und Spannung) ersetzen und natürlich ein paar Extras (digitale Anzeige der Ausgangswerte, Schnittstelle, Presets...usw). Am Anfang wollte ich das Netzteil komplett per Mikrocontroller regeln lassen, aber bis der ADC 3 Messungen durchgeführt hat und dann Soll und Ist verglichen wurden und der PWM-Ausgang korrigiert wird....
f=1/(2*PI*R*C), würde es mal in der Groessenordnung von 10 kOhm und 100 uF probieren. Wenn ich mich nicht verrechnet habe sollte das so ca. 3 Größenordnungen darunter liegen. Die Dämpfung des PWM Taktes sollte damit ca. -12 dB (-3dB - 3*3dB) betragen. Naja, wenn ich's mir so überlege ist das nicht sehr viel. Vielleicht solltest Du doch einen Tiefpass höherer Ordnung nehmen - oder den Widerstand bzw. Kondensator größer wählen. Kannst ja die Schaltung mal aufbauen und mit einem Oszi die Restwelligkeit messen. Wenn Du nach dem Filter OPAMP Eingänge hast sollte sich die Restwelligkeit auch in der fertigen Schaltung nicht mehr wesentlich verändern. Welche Ausgänge hat dein MC PWM? Open Collector mit Pull-Up oder Push-Pull?
PWM erzeuge ich mit dem Atmega8(L) an OC1A und OC1B. Ich denke mal es ist ein open collector, ist aber eher geraten. Kannst Du die Begriffe kurz erklären?
1 Millivolt bei 35 Volt sind -90 dB. Du brauchst also einen Filter, der bei 3,9 kHz eine Dämpfung von mindestens 90 dB hat. Ein Filter 1. Ordnung macht pro Dekade 20 dB. Dann müsste die Eckfrequenz des Filters mindestens 4,5 Dekaden unter 3,9 kHz liegen. D.h. beim Filter 1. Ordnung müsstest Du die Eckfrequenz auf maximal ca. 0,12 Hz legen. Die RC-Kombination dazu kannst Du Dir leicht ausrechen, nämlich unbrauchbar. Beim Filter 2. Ordnung machst Du pro Dekade 40 dB, bräuchtest also nur 2,25 Dekaden, als ca. Faktor 180. D.h. Eckfrequenz auf maximal 22 Hz. Da die zweite Stufe des Filters die erste nicht belasten darf, wird das aus zwei kaskadierten RC-Filtern ziemlich hochohmig. Also brauchst Du so oder so einen OPV. Dann würde ich gleich einen Filter 3. Ordnung wählen. Die erste Stufe ein passiver RC-Filter und dann ein aktiver Filter 2. Ordnung mit OPV. Dann brauch die Grenzfrequenz auch nicht so niedrig sein und die Kondensatoren werden kleiner.
@Unbekannter: Danke! Da merkt man wie lange man schon weg von der Schule ist. Natuerlich -20 dB/Dekade und nicht -3 dB - das war ja dass mit der Grenzfrequenz. @Kersten: Beim Open Collector hast Du normalerweise intern einen sehr hochohmigen Pull-Up Widerstand der den Ausgang gegen Versorgungsspannung zieht. Gegen Masse wird oder Open Collector Ausgang mit einem Transistor gezogen. Wenn Du einen Tiefpass direkt am Ausgang anschliesst musst Du diesen Pull-Up Widerstand beruecksichtigen. Bei Push-Pull Ausgaengen wird der Ausgang ueber einen Transistor jeweils hart gegen Masse oder Versorgungsspannung gezogen.
>Beim Open Collector hast Du normalerweise intern einen sehr
hochohmigen Pull-Up Widerstand der den Ausgang gegen
Versorgungsspannung zieht
Nö, da ist gar keiner... Deswegen ja auch Open-Kollektor, weil da
keiner ist. Wäre da einer, dann hätte man Probleme mit 5V 24V oder
sogar nur 3V zu schalten...
So muss nur ein gemeinsames Bezugspotenzial (Masse/GND) vorhanden sein.
Ich habe hier http://ntife.ee.tu-berlin.de/personen/kusch/download/USBpower_report.pdf ein Netzteilprojekt gefunden. Für die Sollwertvorgabe mit PWM ist auf Seite 23 eine Filterschaltung.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.