mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik digitale strom-und Spannungsregler mit µC_Konzept


Autor: Franz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo  zusammen,

im rahmen eines projekt im akademischen Bereich soll ich eine digitale 
strom- und spannungsregler entwickelt und implementieren. ich habe schon 
angefangen und einige sind mir noch nicht klar beim konzept.  wenn 
jemand eine idee hast, wie man sowas erstellt widr , bitte mir typs zu 
geben
meine Frage ist folgende:

nach identifikation der Regelstrecke (PT2 Glied) ist der spnnungsregler 
ein pid regler. ich habe esrt mit spannungsregler angefangen mit dem 
algorithmus eines PID regler. jetzt wollte  ich der stromregler 
hinzufügen und weiße ich nicht ich verfahren soll.
 jetzt meine  Frage wäre :

wie soll ich die beide Regler entwerfen?  soll ich auch für stromregler 
ein pid reglermodel erstellen oder andere Regler und wie?
und wenn ja soll ich die beide regler  in reihe stellen?
überspannungschutz, unterspannungsmeldung und überstrom sollen auch per 
software gemacht werden.

danke im voraus für die baldige Hilfe

Autor: Franz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo zusammen,
brauch wirklich hilfe für mein Projekt.
ich versuche eine digitale Regler zu entwickelt.

jetzt habe ich ein kleines konzept  gebaut. ich möchte in einem Netzteil 
den regelkreis digitalisieren,  die spannung regel,  den Strom auf einen 
Maximalwert zu begrenzen um Geräte, Schaltungen  vor Zerstörung zu 
schützen.  für den Überstromschutzt denke ich auf eine Strombegrenzung 
durch Stromregelung.

 auf der analoge schaltung undnach einem sprung am beim strom 
veränderung ist die kurve eins PT2 Glied zu erkennen. und der analoger 
regler is ein PID. ich will jetz dies digitalisieren.

  meine Frage wären folgende
ist mein konzept logisch oder soll ich anders verfahren? ich habe den 
PID regler algorithmus für spannung in c programmiert und und weiße 
nicht welche Regler ich für strom auswählen kann. bitte und type und 
hilfe.

soll ich spannung- und stromrgler in kaskade stellen? Wie stelle ich die 
Regler ein ?   reicht die gemessene strecke PT2 von stromänderung für 
die Einstellung aller Regler ? oder  wie?
von innen nach außen... aber wie gehe ich genau vor ( wenn es um kaskade 
regelung genau geht)

ich benutze ein ARM7 µC und habe schon versucht ein PID algo zu 
programmieren und soll noch die richtige parameter  eingeben und je nach 
dem richtige konzept das progam umbauen.

ich danke erst für die Hilfe

Autor: Franz (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ist dies als konzept ok?

Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also ich hätte von der Logik her zuerst den Strom-Regler und dahinter 
den Spannungsregler. Weil, wenn bei einem Netzteil der Strom über einen
vorgegebenen Wert steigt, dann wird die Spannung proportional
runtergeregelt, um den Grenzwert einzuhalten.

Daher sollte die Spannungsvorgabe vom Stromregler bestimmt werden.

Autor: Franz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Mathias,

danke esrt für die Antwort,es freue mich schon, dass jemand seine Idee 
gibt.  Ich wustte niht so viel.   ich habe  nur so gedacht, 
aufgrund,dass der stromregler mit einem Abtastzeit von wenige 
µs(schneller regler ) innerer sein soll  ist  und der spannungregler 
äußer Regler mit einer abtastzeit von  1ms oder + (langsamer Regelr).
dh ich habe ds gegenteil gemacht. ich werde jetzt mit ihre Logik 
probieren.  st auc egal welche Regler man für den strom einsetzt? für 
spannungregler hab ich ein PID

danke

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also im Endeffekt möchtest Du ein Netzteil, bei dem Du Spannung und 
Strom digital einstellbar begrenzen möchtest?

Wenn ja, könnte ich Dir den Schaltplan von einem Netzteil, welches ich 
einen Lehrling habe bauen lassen, hier einstellen. Dort kann man beides 
mit Steuerspannungen einstellen. Diese könnten durch DACs ersetzt 
werden.

Es kann 40V bei max. 4A und ist Kurzschlussfest.


Gruß

Jobst

Autor: Franz (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Jobst,

ja ich möchte in einem Netzteil spannung und strom digitale begrenzen. 
wenn du mir weiterhelfen könnte , wäre sympathisch.
warte auf dein wort.

Franz.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich male das mal auf soweit ich es im Kopf habe. ...

Gruß

Jobst

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for NT.gif
    NT.gif
    99,6 KB, 3584 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nochmals der Hinweis, daß Masse am positiven Ausgang liegt. 
Potentialtrennung ist evtl. nötig, um das Ganze mit einem PC zu steuern.

Ich hoffe, daß ich keinen Fehler eingebaut habe ...

Gruß

Jobst

Autor: student10 (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der Schaltplan ist ja echt simpel.
Ich suche schon länger nach so etwas einfachem. Wie gut funktioniert 
denn die Regelung? Hast du schon ein paar Messungen durchgeführt?

Läuft das ganze stabil ohne jegliche Kondensatoren am Ausgang?

Restwelligkeit?

Scheint mir zu einfach um gut zu sein....

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hmmm ...

Kondensatoren am Ausgang machen das Ding doch nur Träge - es steht dem 
aber nichts im Wege.

Wir haben damit bisher keinerlei Schwierigkeiten gehabt. Bedarf an 
Messungen war deshalb auch nicht vorhanden.

Probier es doch einfach mal aus.

Komplizierte Schaltungen bergen normalerweise auch mehr Probleme ...

KISS : Keep It Small & Simple


Ich kann ja morgen mal einen Lehrling damit beauftragen, Restwelligkeit 
und Schwingneigung zu ermitteln.



Gruß

Jobst

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich würde es digital genau so machen, wie Jobst M. es analog gebaut hat:
Strom und Spannungsregler sind nicht nacheinander, sondern nebeneinander 
geschaltet und es gilt der jewiels niedrigere Reglerausgangswert als 
Ansteuergröße für die Endstufe.

Liefert der Stromregler einen Ausgangswert, der niedriger ist als der 
Ausgangswert vom Spannungsregler, so erhält der Stromregler die 
Kontrolle über die Endstufe und umgekehrt.

Grüße,

Peter

Autor: Fralla (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kaskadenregelung, Spannungsregler mit unterglagertem Stromregler, also 
der Spg-Regler gibt dem Stromnregler den Sollwert vor. Der Stromregler 
hat die Kontrolle über die Ströme (klar) und damit kann der die Bauteile 
vor Grenzwerten schützen (Überströme).
Kann auch sein das es mit P-regler am Strom und PI am Spannungsregler 
auch passt, auch für PT2 Strecken.

edit: auchso, ich dachte an einen Schaltregler....

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So Messergebnisse.

Leider handelt es sich nicht exakt um die selbe Schaltung, die Grundidee 
ist jedoch die selbe. Im heute ausgemessenen Gerät steckt ein quad-OP 
(MC33174), von dem auch alle 4 OPs benutzt werden. Wenn ich das richtig 
gesehen habe, werden die Messwerte (U und I) nochmal über einen OP 
vorverarbeitet ...

Hier einfach mal Messergebnisse:


Bei Lastwechsel von 0A auf 3A, bei einer Ausgangsspannung von 40V 
bekommt man einen Einbruch von 800mV für die Dauer von 200us

Die Restwelligkeit bei einer Ausgangsspannung von 40V liegt bei 20mV - 
im gesamten Bereich von 0A - 4A

Bei 5V liegt sie bei 8mV (0A - 4A)

Bei Lastwechsel von 1A auf 3A, bei 5V, verändert sich die 
Ausgangsspannung um 10mV

Bei Wechsel von Konstantspannung (40V) zu Konstantstrom (4A), belastet 
mit Bürde eingestellt auf 4,5A (Spannung bricht also komplett zusammen) 
zeigen sich 20ms lange Überschwinger mit 1,2V. Ansonsten ist ein 
steilerflankiger Rechteck zu sehen.


... ich denke, das kann sich sehen lassen ...


Gruß

Jobst

Autor: Anja (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jobst M. schrieb:
> Ich hoffe, daß ich keinen Fehler eingebaut habe ...

Die Skalierung 0,1V/A stimmt wohl nicht ganz.
muß wohl 0,1V/4A heißen (4*0,1R parallel geschaltet).

Aber die Emitterwiderstände sind eh ein wenig zu klein geraten.
Bei 1A je Transistor sollte mind. ca. 0,5V abfallen damit der Strom auch 
gleichmäßig verteilt wird.

Gruß Anja

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anja schrieb:
> Jobst M. schrieb:
>> Ich hoffe, daß ich keinen Fehler eingebaut habe ...
>
> Die Skalierung 0,1V/A stimmt wohl nicht ganz.
> muß wohl 0,1V/4A heißen (4*0,1R parallel geschaltet).

Stimmt. Habe mich schon gefragt, ob und wann es wem auffällt ...

  * YOU ARE THE WINNER   *

:-)


> Aber die Emitterwiderstände sind eh ein wenig zu klein geraten.
> Bei 1A je Transistor sollte mind. ca. 0,5V abfallen damit der Strom auch
> gleichmäßig verteilt wird.

Klappt aber recht gut.
Natürlich kann man die auch noch etwas vergrößern.

Ich denke, die letztliche Dimensionierung sollte sowieso jeder selber 
vornehmen.


Gruß

Jobst

Autor: Dimi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jobst M. schrieb:
> Leider handelt es sich nicht exakt um die selbe Schaltung, die Grundidee
> ist jedoch die selbe.

Hallo Jobst,

köntest du bitte von dir verwendeten Schaltplan hier posten?
Ich habe vor mir einen Netzteil zu bauen. Deine Schaltung
würde ich gerne nachbauen.

MfG

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.