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
@ 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
