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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Synchrongleichrichter


Autor: Denis Bilstein (turnschuh)
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Hallo

Ich bin gerade dabei einen Synchrongleichrichter zu entwickeln.Er wird 
gespeisst von einem sinusförmigen Eingangsstrom von 10,5A  und einer 
Frequenz von 100-150kHz.So nun das Problem ich brauche eine Schaltung 
die mir die Nulldurchgänge für den DsPic30f6014 Controller liefert mit 
möglichst keiner Verzögerung aber die Eingangsschwelle des Input-Capture 
Register beträgt 0,7 somit bräuchte man einen Komparator und ich habe 
bis jetzt nur einen von Maxim gefunden der 15ns Verzögerung und 0,8mV 
Offsetspannung aufweisst.habt ihr noch eine Idee wie man das ganze 
optimieren kann oder vielleicht anders lösen kann?

Geht nur darum das ich den Nullpunkt so extakt wie möglich bestimmen 
kann um mein PWM Signal für die Gate-Treiber zu erzeugen
Es wäre auch denkbar einen anderen Controller zu benutzen bin da jetzt 
nicht so festgefahren

Autor: Dieter Werner (Gast)
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15ns ist doch ausgezeichnet, das ist erheblich weniger als die Dauer 
eines Befehls bei voller Geschwindigkeit (30MIPS).

Welche Bedenken bestehen dagegen?

Autor: Denis Bilstein (turnschuh)
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Naja die MosFets haben eine Ein-/Ausschaltverzögerung von 100ns das 
heißt mein erzeugtes PWM Signal für die Gate-Treiber hat eine 
Phasenverschiebung von -100ns wenn nun aber der Nulldurchgang verschoben 
ist und dieser ungünstig liegt kann es sein das ich die Brücke 
kurzschliese.Andersum  aber wenn ich mehr Spielraum lasse fällt die 
Spannung über den parasitären Dioden ab und ich hab wieder Verluste.

Und da merk ich grad das ich eine wichtige Info vergessen habe :) ich 
sollte vielleicht dazu sagen das diese Entwicklung dazu dient um die 
Verlustleistung der herkömmlichen B2U Brücke zu minimieren.
Somit würde jede Schaltverzögerung zu Verlusten führen die wesentlich 
größer sind wie bei den normalen B2U Brücken-Dioden, da die parasitären 
Dioden der Fets nur sehr schlechte Eigenschaften aufweisen

Ps:Ich weiß das die 15ns sehr gut sind aber es muss doch noch einen Weg 
geben diese weiter zu minimieren z.B. Softwaretechnisch....

Was vielleicht noch nen Ansatz wäre ist folgendes Ich habe den Strom 
mittels OP-Schaltung in ein nullsymetrischen Spannungswert gewandelt der 
5V Spitze Spitze hat und damit der Controller es auch verarbeiten kann 
mit einem Offset von 2,5 Volt versehen ist es da nicht möglich irgendwie 
nen Interrupt auszulösen bei Null ?Da die Wandlung ohne verzögerung 
durchführbar ist

Autor: Bastian (Gast)
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Zu diesem Thema existieren so einige aktuelle Forschungsprojekte. Ein 
Möglichkeit zur Softwarerealisierung wäre die Verwendung eines 
Kalman-Filters. Such mal nach Totzeitkompensation oder sowas.

Autor: Falk (Gast)
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@Bastian

>Zu diesem Thema existieren so einige aktuelle Forschungsprojekte.

Zu Thema existieren REALE Schaltungen und ICs, die einen 
Synchrongleichrichter ganz ohne Prozessor und Software machen! 8-0

> Ein Möglichkeit zur Softwarerealisierung wäre die Verwendung eines
Kalman-Filters. Such mal nach Totzeitkompensation oder sowas.

Aua. Nahezu jeder popelige Gatedriver hat eine eingebaute 
Totzeitgenerierung, um eben einen Kurzschluss der Halbbrücke zu 
verhindern. Alles mit  ner handvoll Analogtechnik (man glaubt es kaum!).

MFG
Falk

Autor: Bastian (Gast)
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@Falk
Das ist mir auch klar, aber da Denis von Verbesserung bestehender 
Schaltungen sprach, sollte man auch die neusten und noch nicht 
marktreifen Entwicklungen erwähnen. Und Totzeitkompensation ist nicht 
gleich Totzeitgenerierung!

Autor: Denis Bilstein (turnschuh)
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@Falk
das ist mir schon klar, dass man das ganze auch analog bauen kann.
Darum geht es aber auch garnicht ,das ganze ist ein Forschungsprojekt 
und da spielt es keine Rolle ob das analog machbar ist,da wir eine 
digitale Umsetzung entwickeln wollen.Das andere was du bedenken solltest 
ist das wir mit Frequenzen zwischen 100 und 150kHz arbeiten....
Umsetzung mit niedrigen Frequenzen ist ja nicht gerade das Problem und 
dazu findet man auch einiges aber nicht in unserem Frequenzbereich....

Basti hat es schon gesagt es geht mir nicht um die Generierung von 
Totzeiten, das ist softwaretechnisch kein Problem  sondern es geht darum 
das der Komparator nen Offset hat der mir einen nicht exakt bestimmbaren 
Fehler generiert zum einen kann es zu einer undefinierten 
Phasenverschiebung kommen und es kann dazu führen das meine Tin bzw. 
Tout Zeiten unterschiedlich groß werden.

@Basti
falls du mal nen Link für mich hättest (für Projekte) wäre ich dir sehr 
dankbar



Autor: Andreas Haimberger (Gast)
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@ Falk:

> Zu Thema existieren REALE Schaltungen und ICs, die einen
> Synchrongleichrichter ganz ohne Prozessor und Software machen! 8-0

Hättest du vielleicht einige Links zu dem Thema? Bei einem privaten 
Projekt (Galvanik) habe ich das Problem, eine Gleichspannungsversorgung 
mit mehreren 100 A aber nur 4-5 V Spannung zu benötigen. Als Trafo wäre 
ein umgewickelter Schweisstrafo vorgesehen.

Normale Brückengleichrichter sind für diesen Strombereich schweineteuer 
und würden ausserdem mindestens die Hälfte der eingebrachten Leistung 
unnötig verheizen. Da es in diesem Fall nur um 50 Hz geht, wäre wohl ein 
normaler Synchrongleichrichter mit Leistungs-MOSFETS angebracht.

Wenn es diesbezüglich bereits fertige AppNotes gibt, wäre ich dankbar 
für entsprechende Hinweise.

Grüße, Andy

Autor: Bastian (Gast)
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@Denis:
z.B.:
Zitzelsberger J., Hofmann W.: Space vector modulation with current based 
dead time compensation using Kalman-Filter, IECON'06. 32nd Annual 
Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, November 2006

...und auf der SPS-IPC-DRIVES 2006 in Nürnberg war auch ein Paper dazu.

Mehr hab ich jetzt nicht dazu. Ein anderes Projekt läuft bei uns noch, 
da kann ich leider nichts zu sagen.

Autor: Falk (Gast)
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@Andreas Haimberger

>Hättest du vielleicht einige Links zu dem Thema? Bei einem privaten
>Projekt (Galvanik) habe ich das Problem, eine Gleichspannungsversorgung
>mit mehreren 100 A aber nur 4-5 V Spannung zu benötigen. Als Trafo wäre
>ein umgewickelter Schweisstrafo vorgesehen.

Naja, ich hatte da eigentlich nur Schaltnetzteile mit xx kHz im Sinn. 
Synchrongleichrichter für 50 Hz sind mir noch nicht untergekommen. Ich 
würdebei den üblichen Verdächtigen Herstllern von Schaltreglern und 
Leistungsbauteilen anfangen zu suchen. Linear, National, IRF etc.

MfG
Falk

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