Wie macht ihr das, z.B. bei einer Motorsteuerung 50 Watt, 24kHz mit 12 MHz AVR? Spannung am Emitterwiderstand unterm Low-Side-Switch abgreifen, über Trimmer eingestellte Referenzspannung vergleichen per Analog-Komparator mit Abschaltung bei Interrupt? ADC Spannungsmessung wäre da wohl in der kurzen PWM-Phase nicht vernünftig machbar, schätz ich. Oder gibts da nen besseren Trick?
Wenn du dich mit 8-bit zufrieden gibts, kannst du mit 1Mhz sampeln. In 1uS raucht noch nichts ab. Wodurch könnte der Kurzschluß entstehen?
batman schrieb: > ADC Spannungsmessung wäre da wohl in der kurzen PWM-Phase nicht > vernünftig machbar, schätz ich. Oder gibts da nen besseren Trick? Na klar ist das machbar. Du kannst bei jeder PWM Flanke einen Interrupt bekommen, und in dem interrupt triggerst du die ADS Messung. Aber abgesehen davon, warum 24 KHz bei einer Motorsteuerung?
Ein Komparator ist noch schneller... Alternativ könnte auch ein PTC oder eine Polyfuse zur Absicherung eingesetzt werden.
> Spannung am Emitterwiderstand unterm Low-Side-Switch abgreifen, über > Trimmer eingestellte Referenzspannung vergleichen per Analog-Komparator > mit Abschaltung bei Interrupt? Durchaus möglich, aber schneller schaltet man ab (was natürlich dem Transistor gefällt) wenn man ein FlipFlop direkt rücksetzt, welches nur beimnächsten PWM Start wieder gesetzt wird. Wenn man einen langsamen uC hat, muss man sonst den Stromansteig bremsen, also eine Drossel in die Zuleitung bauen (Prinzip Dimmer-Funkentstördrossel) damit der Strom nicht zu schnell zu weit steigt.
Wie kommt man denn auf eine 1 MHz Samplerate beim ADC? Laut Manual vom mega8 braucht eine Conversion 13 ADC-Zyklen von max. 200kHz für 10bit Resolution. Das wären 200/13=15,4kHz. Reicht also nie für die 24kHz PWM. Ich finde aber nix über die möglichen Taktraten bzgl. kleinerer Resolutions!? Kann man dann einfach für jedes Bit weniger dann mal den Takt verdoppeln oder wie? Danke für die Tipps! Um mal die Fragen zu beantworten, ein Kurzschluß käme wohl hauptsächlich durch Blockieren des Motors in Betracht. Die Abschaltung braucht nicht super schnell sein. Eine (teure) Schmelzsicherung ist dann auch noch da. Und die 24kHz müssen sein, weil ein empfindlicher Audioverstärker in der Nähe des Motors sitzt. Ab ca. 20kHz wird er wohl ausreichend dämpfen.
So eine Überstromabschaltung ersetzt auf keinen Fall eine Batteriesicherung. Du kannst ja eine mit 20A nehmen (KFZ-Sicherung), so daß die wirklich nur im äußersten Notfall greift. In vielen Bereichen ist sie sogar aus Brandschutzgründen vorgeschrieben. Ich hatte zB. großen Ärger mit einem HIP4081a Vollbrückentreiber, der ohne ersichtlichen Grund mehrfach Fehlsteuerungen einer Vollbrücke vornahm. Vor diesem Schaltkreis kann man eigentlich nur warnen, habe inzwischen auch mehrere Endstufen repariert wo dieses Ding als Brückentreiber eingesetzt ist und irgendwann einfach so aus Lust und Langeweile die FETs zerballert. Vielleicht war's auch der dauerhafte Stress mit DSDS-Musik, weiß ich nicht. Ich weiß nur, daß ich bei meiner Anwendung Schwein hatte weil die Vollbrücke aus immerhin 16 IRFB3077 deutlich haltbarer war als die Batteriekabel. Ansonsten wäre das sicherste Patent auf jeden Fall ein Komparator, der direkt (ohne Umweg über den µC) zB. die FET-Treiber über einen shutdown-Eingang abschaltet. Damit bist Du auch vor Software-Fehlern und einem Absturz des Controllers sicher. Ohne Zusatzhardware bzw. wenn der µC den Strom sowieso misst (etwa zur Anzeige auf einem Display oder Kapazitätsabschätzung des Akkus) kannst Du da einen Grenzwert festlegen oberhalb dem er abschalten soll. So eine Lösung reagiert aber deutlich verzögert und sollte daher keine Batteriesicherung ersetzen. Die Mischung aus beidem wäre der bei vielen µCs vorhandene analoge Komparator. Der erfordert keine nennenswerte Zusatzhardware und kann Dir sehr schnell einen Interrupt auslösen wenn der Grenzwert überschritten wird. Der µC kann darauf mit dem sofortigen Sperren der Treiber reagieren. Das halte ich für sehr wirkungsvoll solange der µC noch läuft und auch tatsächlich Kontrolle über den Treiber hat (also nicht wie beim HIP4081A, der macht wozu er Lust hat). Der ADC braucht immer 13 Takte für eine (normale) Wandlung, egal ob Du alle 10 Bit nutzt oder nur 8. Ich hab aber schon oft gelesen, daß viele das Ding beim AVR ein gutes Stück übertakten (teilweise bis in den MHz-Bereich). Darunter leidet zwar die Genauigkeit, aber der ADC vom AVR soll trotzdem noch sehr gute Ergebnisse bringen. Was ich nicht verstehe, was soll die PWM-Frequenz mit der ADC-Frequenz zu tun haben? Ich würde zur Glättung der Spitzen sowieso einen RC-Tiefpass an den Messwiderstand (oder nach den Stromwandler) bauen, daß ich als Strom-Messwert eine möglichst konstante Gleichspannung habe. Ich brauch also die Leitend-Phasen der FETs nicht mit dem ADC zu treffen.
batman schrieb: > Und die 24kHz müssen sein, weil ein empfindlicher Audioverstärker in der > Nähe des Motors sitzt. Ab ca. 20kHz wird er wohl ausreichend dämpfen. Und du bist sicher das die FET's bei 24 KHz die 50 Watt auch sauber schalten können ? Da brauchst du schon recht gute FET's und starke Treiber um hier sauber zu schalten. Wenn das nicht klappt wirst du die FET's grillen. Statt einer solchen Frequenz würde ich eher mal nach einer vernünftigen Entstörung suchen.
Motor und auch die noch vorhandenen Treiber und (bipolare) Endstufe sind schon auf 23 kHz ausgelegt. Ob ich die noch auf Mosfet umrüste, ist ne andere Frage. Noch ne andere Idee zur Überstromsicherung: Kann man es sich im Falle einer Drehzahlregelung (IST-Drehzahl wird ständig gemessen und gestellt) nicht einfacher machen, indem man das Erreichen einer Regelobergrenze, als Abschaltbedingung setzt. Also z.B. Abschaltung, wenn 90% Dutycyle überschritten werden. Dauert zwar ja nach Regelungsauslegung länger, aber müßte doch i.d.R. noch einigermaßen sicher vor der Schmelzsicherung auslösen oder?
Kann man machen, wenn es sich immer um den gleichen Motor handelt und seine Kennlinie bekannt ist. Du mußt dabei nur die Drehzahl mit einbeziehen, der Motor braucht bei fast-Stillstand und 80% duty deutlich mehr Strom als bei voller Drehzahl und 90% duty. Software-Varianten sind immer etwas langsamer als eine in Hardware realisierte Schutzschaltung und Du hast gerade in der Entwicklungszeit das Problem, daß die Software auch mal abstürzen kann und die Schutzfunktion dann ebenfalls nicht mehr greift.
Also, bei uns machen wir das immer in Hardware, entweder (bei kleinen Leistungen bis 2,2kW) durch Shuntmessung in den Emittern, bei größeren Leistungen dann über Phasenstrommessung oder über Uce-Überwachung. Jedenfalls gibt es immer eine Hardware-Abschaltung, die über Komparatoren die Endstufe aktiv ausmacht (und über ein Verzögerungsglied über mehrere Millisekunden auch abgeschaltet lässt).
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