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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Brauche Hilfe beim Glätten von ner PWM


Autor: M. .D (barracuda)
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Hallo Zusammen

Ich habe die Schaltung wie sie im Anhang zu finden ist aufgebaut, ich 
hoffe, dass der Schaltplan verständlich ist.
Das PWM Signal stammt von nem Atmega32, ich habe zum Test mal einen 
Lüfter (natürlich mit der erforderlichen Leerlaufdiode (so hiess das 
doch?)) angehängt und der lies sich in der Geschwindigkeit poblemlos 
regeln.

Ich möchte jedoch keine PWM-Frequenz, sondern eine Gleichspannung die 
ich im Bereich von 0-12V regeln kann.

Ich dachte mir, dass das mit einer Ringkerndrossel gehen sollte, oder 
nahm ich da was falsches an? (Also Ringkerndrossel in Serie zu "GND für 
Verbraucher")

Liebe Grüsse

Autor: Benni Nori (benninori)
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Mit was für ner Frequenz taktest du deine PWM?
Wenn die Frequenz groß genug ist, brauchst du nicht mehr zu glätten. Das 
macht dann die Induktivität deines Motors.

Autor: M. .D (barracuda)
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Da ich Prescale = 1 habe, gehe ich davon aus, dass meine PWM eine 
Frequenz von 16 Mhz hat.

Benni Nori schrieb:
> Wenn die Frequenz groß genug ist, brauchst du nicht mehr zu glätten. Das
> macht dann die Induktivität deines Motors.

Ich will aber keinen Motor anschliessen, sondern eine beliebige Last 
(soll eine Art Netzteil werden, nur halt nicht so richtig;p) und deshalb 
will ich am Ausgang halt eine saubere Gleichspannung.

Grüsse

Autor: Benni Nori (benninori)
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Mit ner Drossel bekommst du aber schon mal keine Gleichspannung, sondern 
nen Gleichstrom. Wenn du die Spannung glätten willst brauchst du meines 
Wissens einen Kondensator.

Autor: Stephan (Gast)
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Marius Dubach schrieb:
> Da ich Prescale = 1 habe, gehe ich davon aus, dass meine PWM eine
> Frequenz von 16 Mhz hat.

Eher nicht. 8-bit-PWM bei 16MHz sind z.B. nur 62,5kHz PWM-Frequenz.

Zum Glätten:
bei sehr kleinen Strömen RC-Filter
für mehr LC-Filter (Diode nicht vergessen!); letztenendes ists dann ein 
Step-Down-Wandler

Drossel alleine gibt Gleichstrom, nicht Gleichspannung.

Ansonsten: Die unterschiedlichen Ground-Potentiale find ich nicht so 
doll; begünstigt "Unfälle".

Autor: Spezi (Gast)
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Hallo,

> Da ich Prescale = 1 habe, gehe ich davon aus, dass meine PWM eine
> Frequenz von 16 Mhz hat.

Deine PWM hat garantiert keine 16MHz; die PWM-Frequenz beträgt "16MHz / 
(PWM-Breite)". Das wären z.B. bei 8 bit PWM 62,5 kHz. Bei höherer 
PWM-Auflösung entsprechend weniger.

> und deshalb will ich am Ausgang halt eine saubere Gleichspannung.

Eine aus PWM erzeugte Spannung hat selbst nach Glättung einen 
Rest-Rippel, den man nicht komplett wegbekommt. Wenn du wirklich eine 
"saubere" Gleichspannung willst (ohne Rippel), solltest du einen 
D/A-Wandler benutzen und dessen Ausgangsspannung mittels OPV auf 0..12V 
bringen.

Autor: M. .D (barracuda)
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Stephan schrieb:
> für mehr LC-Filter

Okay, das wollte ich eigentlich mit der Spule^^ Gibts da einen Artikel 
wie ich die berechnen muss oder soll ich "einfach mal eine" nehmen?

Stephan schrieb:
> Eher nicht. 8-bit-PWM bei 16MHz sind z.B. nur 62,5kHz PWM-Frequenz.

Danke, wieder n'bissl gescheiter
Grüsse

Autor: Stephan (Gast)
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Marius Dubach schrieb:
> Okay, das wollte ich eigentlich mit der Spule^^ Gibts da einen Artikel
> wie ich die berechnen muss oder soll ich "einfach mal eine" nehmen?

Ja mei, und schon wirds "kompliziert"...

Das kann helfen: http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html
Auf jeden Fall ne Speicherdrossel verwenden.
Um welche Ströme gehts?
Ausregelgeschwindigkeit?
Restwelligkeit?
Willst Du den BC337 verwenden oder ist der nur "Abbildung ähnlich"?

Ohne die Überlegungen ists reine Glückssache.
Zur Sicherheit kannste ja die Innenwiderstände groß halten.

Autor: M. .D (barracuda)
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>Um welche Ströme gehts?
bis 1A

>Ausregelgeschwindigkeit?
Sorry, mit diesem Begriff kann ich nichts anfangen. Erläuterung?

>Restwelligkeit?
So wenig wie möglich ohne sich ein Bein auszureissen

>Willst Du den BC337 verwenden oder ist der nur "Abbildung ähnlich"?
Ich möchte gerne den BC 337-40 verwenden (obwohl der nur bis 800mA 
mitmacht, werd mich später mal nach nem neuen Typ umsehen, der bis etwa 
1.3 A mitmacht, dann hat man noch Reserve)

Autor: Stephan (Gast)
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Marius Dubach schrieb:
>>Um welche Ströme gehts?
> bis 1A
ok, ist ne Rechengröße

>>Ausregelgeschwindigkeit?
> Sorry, mit diesem Begriff kann ich nichts anfangen. Erläuterung?
Wie schnell das System Laständerungen ausregeln soll.

Du hast doch ne Regelung vorgesehen, oder? Ansonsten schwankt die 
Ausgangsspannung erheblich. Bei Leerlauf liegen dann immer 12V an...

>>Restwelligkeit?
> So wenig wie möglich ohne sich ein Bein auszureissen
Dann Kondensator eher groß. Die Ausregelung wird damit erst mal lahm. 
Musst halt beim Reglerdesign beachten.

Nicht, dass bei nem leeren Kondensator (beim Einschalten) erst mal 100 
Perioden voll durchgeschaltet wird. Dann gibts Rauchzeichen ;)

>>Willst Du den BC337 verwenden oder ist der nur "Abbildung ähnlich"?
> Ich möchte gerne den BC 337-40 verwenden (obwohl der nur bis 800mA
> mitmacht, werd mich später mal nach nem neuen Typ umsehen, der bis etwa
> 1.3 A mitmacht, dann hat man noch Reserve)
Mehr als 400-500mA Ausgangsstrom kannste dem sicher nicht zumuten.

Bei 400mA liegt die Drossel dann so bei 200-400µH. Dazu ein Kondensator 
mit 10-47µF. So ungefähr...

Autor: Joachim B. (jojo84)
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Guten Tag!

also so, wie das bisher klingt hab ich die Vermutung, daß du gar keine 
"geregelte" Spannung machen willst, sondern eine "gestellte".

Für die Regelung brauchst du dann ja die Rückführung der real 
vorliegenden Spannung. Und... naja, die Regelungstechnik ist eine nicht 
immer ganz einfache Sache ;) ...
Bei einer Regelung mit einem ATMega32 wird aber der ADC das Glied sein, 
was dich in der Reglerdynamik einschränkt, weil der ADC recht langsam 
ist (normalerweise ;) ).

Das alles muß dich aber nicht sooo sehr interessieren, wenn du die 
Spannung nur stellen und nicht regeln willst. Aber mach dann nicht den 
Fehler und häng nen Oszilloskop dran. Denn das wäre dann gar nicht schön 
an zu sehen ;) ...

MfG

Autor: Stephan (Gast)
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Joachim A. schrieb:
> also so, wie das bisher klingt hab ich die Vermutung, daß du gar keine
> "geregelte" Spannung machen willst, sondern eine "gestellte".

Den hab ich auch irgendwie...

Das Problem an der Stelle ist, dass PWM mit nachgeschaltetem Kondensator 
sich grundlegend anders verhält als wenn der Verbraucher (Motor, Lampe) 
direkt angeschlossen ist.

Ohne C gehts problemlos ohne Regelung.
Mit C ist der eingeschwungene Fall auch noch Ok, komplizierter wirds bei 
Lastwechseln. Insbesondere Ein-/Ausschalten und (Fall LC-Filter) dem 
Wechsel zwischen kontinuierlichem und diskontinuierlichen Betrieb.

Um ne Glühlampe (die auch 12V verträgt) zu dimmen kein Problem. Das 
ganze als Versorgung für ne Schaltung wird ohne Regelung schnell Kummer 
bereiten.

Autor: M. .D (barracuda)
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Hi zusammen, bitte entschuldigt meine Inaktivität

Leider komme ich nicht ganz draus bei dem was ihr geschrieben habt, 
allerdings habe ich inzwischen eine Anwendung für die Schaltung:

Ich will einen Lüfter NICHT über PWM steuern sondern halt über die 
Spannung. Sollte neben dem Lerneffekt (um den es mir geht) den Vorteil 
habe, dass das Tachosignal verwertbar bleibt.

Allerdings, naja, ich wies halt nicht wie;)...
Liebe Grüsse

Autor: Paul Baumann (paul_baumann)
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Nehmen wir mal an, daß Du mit dem BC337 500mA Kollektorstrom fließen
lassen willst. Nimm einen Basisvorwiderstand von 330 Ohm. Der 
Kondensator
wird so berechnet: Man nimmt die 4-fache PWM-Frequenz, das wären bei
62,5KHz 250KHz

Dann rechnet man: C=1/(2*Pi*f*R)
Das ergibt bei den o.g. Werten eine Kapazität von 1nF

MfG Paul

Autor: Stephan (Gast)
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Marius Dubach schrieb:
> Ich will einen Lüfter NICHT über PWM steuern sondern halt über die
> Spannung. Sollte neben dem Lerneffekt (um den es mir geht) den Vorteil
> habe, dass das Tachosignal verwertbar bleibt.

Fürn PC? Dann am einfachsten einen PWM-Lüfter verwenden.
Wenn Du selber basteln willst: auf jeden Fall den Transistor in +12V 
Versorgungsleitung.

Paul Baumann schrieb:
> Nehmen wir mal an, daß Du mit dem BC337 500mA Kollektorstrom fließen
> lassen willst. Nimm einen Basisvorwiderstand von 330 Ohm. Der
> Kondensator
> wird so berechnet: Man nimmt die 4-fache PWM-Frequenz, das wären bei
> 62,5KHz 250KHz
>
> Dann rechnet man: C=1/(2*Pi*f*R)
> Das ergibt bei den o.g. Werten eine Kapazität von 1nF

Ich denke eher 1/4 der PWM-Frequenz. Macht dann so 32nF (1,9nF*16). Ich 
würde eher höher gehen.
Der Transistor muss dafür aber auf die High-Side (inkl. Level-Shifter 
von den vmtl. 5V der PWM), nicht wie im Schaltplan am Anfang 
aufgezeichnet.

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