Ich entwickle eine Digitale 1kW BCM-PFC. Um ein Last-Vorsteurung zu
realisieren muss der Ausgangsstrom gemessen werden. Dach der ADC mist
nur Müll, ja fast rauschen. Die Spannungsmessung funktioniert nur bei
kleiner Last, bei Vollast bekommt der Spannungsregler zu hohe Werte rein
und nimmt die Spannung zurück, was dazu folgt das der folgende DC/DC
mehr Strom zieht. Schaltung darf ich nicht zeigen, aber es ist ein
dsPIC33FJ06GS10.
Ich filtere die Spannung Analog vor der Messung, bringt auch nichts. Was
tun?
Sepp schrieb:> Die Spannungsmessung funktioniert nur bei> kleiner Last, bei Vollast bekommt der Spannungsregler zu hohe Werte rein
Sieht denn die zu messende Spannung überhaupt einigermaßen sauber aus
(Oszi)?
Das dürfte an einem ungünstigen Aufbau liegen, daß dir durch die PWM
entstehenden Störungen (die ja bei hoher Leistung am stärksten sind) so
sehr auf den Messteil durchschlagen.
>Ich entwickle eine Digitale 1kW BCM-PFC.
1kW in BCM? Wohl kaum...
Das ist ein ganz typischen Problem. Da kannst du Analog filtern wie du
wilst. Wenn der auf 400V geladene FET hart einschaltet und mit extremer
Stromsteilheit den Drosselstrom übernimmt, die Diode (egal ob Sic) hart
abschaltet dann spielt es sich gewaltig ab. Die Schalttransienten
ballern durch die ganze Schaltung. Selbst schirmen hilft nicht da alles
über die Leistungen reinkommt, kenn das Problem recht gut. Die Lösung
ist, das du niemals in der nähe eines Schaltvorganges Sampeln darfst,
bzw diese Werte ingorieren musst. Ich mache es so, und der dsPIC sitzt
zwischen den PFC Mosfets+Dioden und den 2-Sw-Forward Fets. Keine
Schirmung, kein Filter vorm DAC aber hochohmiger Spannungsteiler. Das
funktioniert. Gefährlich ist für einen dsPIC wenn man kapazitv auf ihn
koppelt durch ungünstige platzierung, merkt man dann meist bei Surge/PLD
Test.
Ganz bescheuert darf man natürlich trotzdem nicht Layouten, das übliche
beachten, will jetzt nicht ausführen, aber so weit sollte man sein wenn
eine PFC bauen will.
MFG
Hi fralla,
wollte schon länger mal gefragt haben welche DSPs ihr so einsetzt...
Also ist es unter anderem ein dsPIC??
Zum Thema:
Du wirst erst saubere Messungen bekommen, wenn Du die AD-Einheiht mit
der PWM synchronisierst. Der dsPIC hat ja 4 S/H Eingangskanäle mit denen
Du zeitgleich zu einem Zeitpunkt abtasten kannst bei dem gerade kein
Schalter eine Aktion durchführt. Das geht am Besten, wenn Du einen
"center aligned" PWM Modus verwendest und an einem oder beiden
Umkehrpunkten der Zählrichtung die AD-Wandlung triggerst.
Wenn Du nur an einem der beiden Punkte z.B. eine Strommessung
durchführst, dann erhälst Du nicht den mittleren Strom sondern jeweils
mit dem halben Stromripple als Offset. Wenn es genau sein soll, dann
müsstest Du zweimal abtasten und den Mittelwert bilden. Das erfordert
dann auch mal eben di doppelte AD-Samplerate.
@Fralla, vielen Dank für deine Ausführliche Antwort!
Eingentlich ist dein Ansatz ganz logisch, da hätte man auch selbst drauf
kommen können. Ich werde das austesten, zum Glück nur eine SW ändernung.
Trotzdem verwunderlich, das das Filter (ein, bzw zwei RC-TP) nichts
brachte obwohls am Oszi ruhig aussah.
>Das geht am Besten, wenn Du einen "center aligned" PWM Modus verwendest
denn verwende ich zwar nicht, aber danke.
MFG
>1kW in BCM? Wohl kaum...
Stimmt, läuft in CCM mit AVCMC.
Ich hab jetzt die SW des dsPIC so erweitert, dass die Samples bei
Schaltvorgängen und danach ingnoriert werden, funktioniert super. Ein
Layout änder war trozdem erforderlich, denn von der Drossel muss man
sich Trotzdem fernhalten.
@Fralla: Du scheinst Erfahrung mit digitalen Power Supplys/PFC zu haben.
Wie schon erwähnt möchte ich eine Last Vorsteuerung realisieren, da der
folgende DC/DC(ein PSFB) Wandler (ebenfalls dsPIC geegelt) sehr
Pulsförmig ziehen kann und es aufgrund des naturgemäss langsamen
Spannungsregler der PFC zu einbrüchen/überschwingen kommt. Es gibt so
komplexere Regelansätze (prediktive) doch die versteh ich nicht und hab
keine Lust auf soetwas. Da der ebenfalls digitale DC/DC die Last immer
kennt, welches die Störgröße der PFC ist, möchte ich diese Vorteuern (Vl
auch noch etwas dazu erklären..;) )
Wie überträgst du den "Lastwert" schnell zwischen zwei digitalen
Wandlern? Ich hab zwar eine UART stehen, jedoch extra langsam (der
Störungen wegen) und nur für Startup Sequenz, Temp, etc. PFC und DC/DC
sind nicht synchronisiert.
>1kW in BCM? Wohl kaum...
Stimmt, läuft in CCM mit AVCMC.
.
Hallo Sepp!
>welches die Störgröße der PFC ist, möchte ich diese Vorteuern (Vl>auch noch etwas dazu erklären..;)
Ich nehme mal an das du wie in PFCs üblich ein "AC-Voltage-Feedforward"
machst. Bei der Multiplikation von Vac*Isoll/Vrms² musst noch die Last
(entsprechend skaliert) hinzumultipliziert werden.
>Wie überträgst du den "Lastwert" schnell zwischen zwei digitalen>Wandlern?>PFC und DC/DC sind nicht synchronisiert.
Nicht über ein Bussystem. Ganz einfach mittels PFM, also
Frequenzmodulation. Der sekundäre DSP erzeugt Pulse dessen Frequenz zur
Last proportional sind. Der sekundäre DSP wertet dies mittels
Capture/Compare Unit aus. In dem entsprechenden Register steht dirket
der Wert. Unbedingt Maßnahmen setzen Falls diese Übertragungs ausfällt,
Eventuell SW-Filtern. Ist bestiimt eine von vielen Methoden und für
einfache Netzteil ausreichend.
MFG Fralla
Schon wieder ein digitales Netzteil, kein Wunder das Fralla hier
schreibt. Ist jetzt keine Kritik: Wieso muss heute sogar in Netzteilen
ein (oder gar zwei) DSPs sein? Wieder ein bereich wo die gute
Analogtechnik, zb Reglerdimmensionierung in den Hintergrund tritt.
>Reglerdimmensionierung in den Hintergrund tritt.
So ein blödsinn! Ob die Reglerkonstanten ein einem Register stehen oder
als Kondensator und Widerstand um einen OPAMp verteilt sind ist egal.
Ein Analoger PI oder PID ist wohl nicht die Herausforderung,
genauswowenig digital, die Schwierigkeit ist die Dimensionierung. In
digital geregelten Sachen kann man genauso den zb.
Open-Loop/Phasenreserve messen. Verstehen muss man die
Regelungstechik/bzw Kleinsignalverhalten des Systems trotzdem.
>Wieso muss heute sogar in Netzteilen ein (oder gar zwei) DSPs sein?
DSP ist nicht DSP. DSP klingt immer so extrem (vielleicht sollte man DSC
sagen). Ein dsPIC,DSP56F82x ist was anderes als ein zb
TigerSharc/MSC8256/C6000.
Die kleinen DSP kosten nicht mehr als ein µC deshalb ist das im kommen.
Es werden sogar ASICs eingesetzt, für Handylader. Vorteile/Nachteile
kannst dir selbst überlegen....
MFG
Hallo!
melde mich ma wieder, hatte viel anderes zu tun. Hab die Messung des
Laststromes inklusive der Regelung jetzt hinbekommen.
>Ich nehme mal an das du wie in PFCs üblich ein "AC-Voltage-Feedforward">machst.
Ja ist vorhanden.
>Nicht über ein Bussystem. Ganz einfach mittels PFM, also>Frequenzmodulation. Der sekundäre DSP erzeugt Pulse dessen Frequenz zur>Last proportional sind. Der sekundäre DSP wertet dies mittels>Capture/Compare Unit aus. In dem entsprechenden Register steht dirket>der Wert.
Das ist ziemlich genial.. hab ich gleich mal geteste, allerdings mit
einem fliegend hinzugelöteten übertrager da die Optokoppler für ein
lansgames UART belegt sind.
Probelm ist jetzt, dass durch den ansynchronen betrieb von PFC und DC/DC
immer wieder Müll eingekoppelt wird. Ein synchronisierung ist aufgrund
des BCM betriebs unmöglich. Bei machen lastfällen stehen im Capture
Register ständig falsche Werte die der Spannungsregler dann
"wegintegriert". Ändert sich Last oder Eingasspannung stehen wieder
halbwegs plausible Werte im Register, doch dann gibts einen Über oder
Unterschwinger bis eben der Spannugsregler ausgleicht.
>Unbedingt Maßnahmen setzen Falls diese Übertragungs ausfällt,>Eventuell SW-Filtern
Ausfall ist kein Problem. Filtern klar, doch dann gehts nicht mehr so
elegant mit einem Register oder wie war das gemeint?
>Wieso muss heute sogar in Netzteilen ein (oder gar zwei) DSPs sein?
Weil es unheimlich viel Vorteile bietet und ein DSP nicht mehr kostet
manch ein analoger Controller. Von Flexiblität will ich gar nicht reden.
Hab im DC/DC so viele Zusatzfunktion, mehrer Überlagerte Regler
(Spannung, Strom, Current Share) die nur durch einen OPV Friedhof zu
realisieren wären mit einem Bruchteil an Zuverlässigkeit und mehrfach
mehr Platzbedarf...
>Wieder ein bereich wo die gute Analogtechnik, zb Reglerdimmensionierung>in den Hintergrund tritt.
@Markus L.: Fralla hat es auf den Punkt gebracht, eine DSP erleichtert
die Unsetzung des Reglers nicht die dimensionierung.
Gute Analogtechnik? Schaltnetzteile sind doch pure Analogtechnik.
Weis nicht was du für ein Problem hast. Sind Mosfet/IGBT/SiC bei Dir
erlaubt oder muss man Röhren nehmen?
Hi Fralla!
Mich würde interessieren, wie du mit deinen dsPICs das Sampeln zum
zwischen den Schaltzeiten realisierst, bzw dem Dutycle nachführst? Ich
habenähmlich Probleme, dass ich nicht mehr genügend Timer habe um die
AD-Conversion zu starten, bzw der Interrupt Zeit frisst und diese trotz
maximalem Clock knapp wird, da der DSP immer mehr Aufgaben bekommt ;(
Und nochmal Danke für den naheliegenden Tipp, mit dem Sampeln und der
Frequenzmodulation für das Feedforward, das funktioniert nämlich
erstaunlich gut ;)
>nicht mehr genügend Timer habe um die AD-Conversion zu starten,
Uii, ganz, ganz schlechte Methode....
>bzw der Interrupt Zeit frisst und diese trotz maximalem Clock knapp wird
Das war abzusehen.
>da der DSP immer mehr Aufgaben bekommt ;(
Auf den Tisch hauen..
Du hast ein extrem effektives Feature des geliebten dsPIC33 (haben glaub
ich alle) übersehen;)
Das "Special Event Register". Damit kann Synron zu jeder PWM-Unit bei
einem bestimmten PWM-Counter Wert ein Event getriggert werden. Diese
Event kann ein Interrupt sein. Das geile ist aber, dass man auch ohne
Interrupt direkt eine Funktion wie "AD-Conversion" starten auslösen
kann. Damit geht keine Zeit verloren und die Wandlung läuft immer
Synchron zur Taktfrequenz. Mann mus nur dafür sorgen das im dem Event
Register der halbe dutycycle seht.
Also im Reglerínterrupt, also ein Bitshift (ABSR) und MOVW, gerade zwei
Intructions ;)
MFG Fralla
Hi Fralla!
Werd das morgen gleich mal versuchen. Das SPecial-Event-Register hab ich
einfach überlesen. Da haben sich die Microchip Entwickler wirklich was
gedacht.
dsPIC und digitale Regelung von Leistungelektronik ergänzt sich super,
möchte nur mehr so Regeln ;)
>Schon wieder ein digitales Netzteil, kein Wunder das Fralla hier>schreibt.
@Markus L.: Lass ihn doch, sind super Hinweis welche im gegensatz zu
vielen anderen "Tipps" hier auch zu etwas führen.
Bleib du bei den analogen Reglern. Um den Gain und die Nullstelle eines
Reglers zu ändern musst du Widerstände und Kondensatoren aus und
einlöten. Ich häng mich mit der Serielen in den dsPIC und ändere die
Reglerparameter on-the-fly ;)
