Hallo, ich beginne gerade einen 3 Phasen Gleichrichter mit aktiver PFC zu entwerfen. Für die Spannungsmessung an den drei Phasen stellt sich die Frage, ob eine Galvanische Trennung zwingend erforderlich ist. Wenn ich über OPVs an die ADCs des uC gehe, oder einen externen ADC parallel direkt an den uC anschließe, gehe ich dann ein großes Risiko ein? Was habt ihr für Meinungen und Erfahrungen? Beste Grüße Christof
Christof K. schrieb: > Wenn ich über OPVs an die ADCs des uC gehe, oder einen externen ADC > parallel direkt an den uC anschließe, gehe ich dann ein großes Risiko > ein? Kommt darauf an. Ist der µC entsprechend geschützt eingebaut? Sind alle Bedienteile, die zum µC gehenentsprechend schutzisoliert? Weisst du was du tust, wenn du das gerät entwickelst/testest? Entspricht das Gerät dann den Voraussetzungen für eine entsprechende Schutzklasse?
Sind alle Teile der Schaltung berührungssicher verbaut? Dann brauchst Du keine galvanische Trennung, die Berührungssicherheit stellt den Schutz dar. Wenn Dein Controller aber an Schutzkleinspannung läuft bzw. weitere Schnittstellen hat (z.B. USB oder RS-232), oder auch Tasten, die nicht für 230V ausgelegt sind, mußt Du irgendwo galvanisch trennen. Ob Du das vor oder nach dem µC machst, bleibt Dir überlassen. Das ist einfach Vorschrift und schützt den Anwender im Falle von Fehlern. Viele Solarwechselrichter oder USV-Anlagen sind so aufgebaut, daß intern alles auf 230V-Niveau liegt. Das Display ist entsprechend verbaut, die Taster sind für den sicheren Betrieb an 230V auslegt und NUR die Schnittstellen zur Überwachung sind galvanisch getrennt.
"Entsprechend geschützt eingebaut" verstehe ich nicht ganz. Bedienteile wird es wahrscheinlich nicht geben. Wenn ja, dann werden sie von einem anderen uC bedient - dieser könnte dann ja galvanisch getrennt sein vom Rest. Der angesprochene uC ist ausschließlich für die Regelung gedacht. Es geht mir in erster Linie nicht um das Risiko für den Anwender, sondern für den Regelungs-uC. Etwas Wissen bringe ich mit. Den Rest wollte ich mir eben über dieses Projekt aneignen. Grundsätzlich ist mein Wissensstand, dass man einen uC für die Regelung galvanisch vom Leistungsteil trennen sollte, damit dieser nicht durch evtl Transienten zerstört wird oder durch Einwirkung dieser unberechenbar reagiert. Die galvanische Trennung bringt aber einiges an Einschränkungen und zusätzlichen Aufwand beim Schaltungsentwurf und Layout mit. Diese würde ich mir gerne sparen.
Christof K. schrieb: > Grundsätzlich ist mein Wissensstand, dass man einen uC für die Regelung > galvanisch vom Leistungsteil trennen sollte, damit dieser nicht durch > evtl Transienten zerstört wird oder durch Einwirkung dieser > unberechenbar reagiert. das hat aber nicht mit galvanischer Trennung zu tun. Auch ein Trafo ist eine galvanisch Trennung und überträgt Transienten.
Beispiel: Einfache pad oder kapsel Kaffeemaschinen. Die haben einfach ein Kondensatornetzteil für den Steuer µC. Da ist nichts mit galvanischer Trennung. Vor Transisenten kann man sich nicht mit galvanischer Trennung schützen, sondern mit entsprechenden Filtern und Überspannungsableitern. Bist du sicher, dass du bei deinem Kenntnisstand nicht eher was mit Spannungen <60V bastelen solltest?
Das sehe ich ähnlich, man sollte sich auf einen Kenntnisstand bringen, der es erlaubt, zerstörerisch wirkende Transienten zu vermeiden bzw. von empfindlichen Teilen fernzuhalten. Für solche PFC-Schaltungen gibts es aber fertige lineare ICs. Möglicherweise wird der Aufbau mit sowas einfacher, weil dann nicht jedes Mal wenn der µC oder das Programm hängenbleibt diverse Leistungshalbleiter ihren Deckel aufklappen und einmal kräftig durchlüften.
Mit galvanischer Trennung ist gemeint, ob Opto-/Datenkoppler zwischen uC und Leistungsteil sein müssen. Überspannungen können ja intern im Leistungsteil enstehen, zB beim schnellen Abschalten von Strömen - bedingt durch Leitungsinduktivitäten und di/dt. Die Spannungsversorgung des uC wird ohnehin galvanisch entkoppelt von Netz. Müsste aber wieder an den Nullleiter, falls ich ohne Opto-/Datenkoppler arbeiten würde. Fertige ICs will ich nicht - es geht ja darum etwas zu lernen. Unter 60V habe ich schon "gebastelt", auch schon einen Wechselrichter mit 320V Zwischenkreis entwickelt - aber mit galvanischer Trennung zwischen uC und Leistungsteil. Diese würde ich mir jetzt gerne sparen, falls es nicht zu fahrlässig ist. Jetzt eben die Frage - welche Gefahr würde für den uC bestehen? Würde eine bestehen? Wenn ja, wodurch bedingt und welche? Und welche Erfahrung habt ihr gemacht?
Christof K. schrieb: > Die Spannungsversorgung des uC wird ohnehin galvanisch > entkoppelt von Netz. warum?
Weil ein DC/DC Wandler die Spannungsversorgung übernimmt.
Christof K. schrieb: > Weil ein DC/DC Wandler die Spannungsversorgung übernimmt. ja, aber dann hat man doch ständig Problem beim Messen von Spannungen. Sobald man dann wieder die beiden massen verbindet hat man keine Galvanische Trennung mehr. Oder wie überträgst du die Spannungswerte?
Sag mal Peter, hast Du überhaupt meine Beiträge gelesen? Hierin ist eben meine Fragestellung begründet. Entweder der Ground vom uC ist am Nulleiter des Leistungsteils dran -> keine galvanische Trennung. Oder der uC hat keinen Potentialbezug zum Leistungsteil und empfangt/überträgt Signale via Opto-/Datenkoppler -> galvanische Trennung.
Christof K. schrieb: > Sag mal Peter, hast Du überhaupt meine Beiträge gelesen? ja und sie sind sehr verwirrend. > Die Spannungsversorgung des uC wird ohnehin galvanisch > entkoppelt von Netz. und die Frage war > Galvanische Trennung - ja oder nein bei 230V wenn er ohnehin getrennt ist, was soll dann die Frage? und wie schon von anderen angemerkt hat das überhaupt nichts mit Transienten zu tun.
Wie geht denn so eine Trennung mit Optokoppler ? Das soll keine Trivialstfrage sein. Ich wuerd, falls getrennt werden muss, eher digitale Koppler, wie die ADuM1400 oder so verwenden. Ich wuerd hier eher per Megaohm trennen und differentiell messen, sodass egal ist auf welchem Potential der Controller laeft. Wobei bei mir die Vorgabe waere auf Erdpotential zu laufen.
Nochmal. Nehmen wir an, ich habe einen uC, der die Schalter (Leistungsteil) eines aktiven Gleichrichters ansteuert. Dafür sollte dieser uC die aktuellen Spannungen über den drei Leitern kennen. Im Leistungsteil können Überspannungen und hohe dU/dt Werte entstehen. Evtl auch übers Netz können Überspannungen ins System gelangen (bei entsprechender Schutzbeschaltung natürlich reduziert). Die Leiterspannungen kann ich messen: 1. ohne galvanische Trennung (gemeinsames Potential) zwischen uC und Leistungsteil 2. mit galvanischer Trennung (Opto-/Datenkoppler - ohne gemeinsames Potential) zwischen uC und Leistungsteil Variante 1 lässt sich mit deutlich weniger Aufwand (zB kompakteres Layout, geringerer Bauteilaufwand) realisieren und bietet mehr Möglichkeiten (zB ADCs des uC nutzen), weshalb ich diese bevorzugen würde. Angenommen Berührungsschutz wäre bei beiden Varianten gewährleistet - könnte man mit Variante 1 garantieren, dass der uC keinen Schaden nimmt? Worin wäre ein Risiko für den uC begründet? Welche Variante würde man beim industriellen Design anwenden.
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Christof K. schrieb: > Angenommen Berührungsschutz wäre bei beiden Varianten gewährleistet - > könnte man mit Variante 1 garantieren, dass der uC keinen Schaden nimmt? Wenn du den µC vom Rest galvanisch trennst, dann hast du doch immer noch die ADC die schaden nehmen können. Damit ist auch das gerät kaputt. Du musst also immer dafür sorgen das die Bauteile nicht überlastet werden. Egal ob mit Trennung oder ohne. Wenn Trennung nicht notwendig, dann lass sie weg.
Peter II schrieb:
> Wenn Trennung nicht notwendig, dann lass sie weg.
Eben ob sie notwendig ist, frage ich. Und wenn ja, dann warum
(explizit).
Besonders die Frage - wie würde es ein einschlägiger Profi in diesem
Fall machen.
Deine Antworten scheinen mir nicht besonders fundiert Peter und
beantworten meine Fragestellung nicht entsprechend. Wobei ich zugeben
muss, dass meine ursprüngliche Fragestellung unscharf formuliert war.
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Christof K. schrieb: > Eben ob sie notwendig ist, frage ich. Und wenn ja, dann warum > (explizit). Wenn von außen niemand deinen µC berühren kann dann muss er nicht Galvanische getrennt werden. Wenn es Schnittstellen nach außen gibt, dann kann man auch dort eine Trennung machen.
Christof K. schrieb: > Eben ob sie notwendig ist, frage ich. Und wenn ja, dann warum > (explizit). Können wir Dir aber ohne detaillierte Unterlagen (Schaltplan, Layout, Aufbau) so nicht konkret beantworten. Und weil Du das nicht von selbst erkennst auch der Hinweis: Finger weg von tödlichen Spannungen!
Wenn Dein Budget nach oben hin offen ist: Warum nicht? Ich halte so etwas immer folgendermaßen: Sind auf der Benutzerseite Spannungen oberhalb von 50V dann: Nein. Es ist ja sowieso das volle Programm an Sicherheitsmaßnamen nötig. Bleibt die Ausgangsseite unter 50V, so kann es Sinnvoll sein. Drei Phasen klingen aber nach viel Power und nach einigem an Aufwand.
Christof K. schrieb: > Nehmen wir an, ich habe einen uC, der die Schalter (Leistungsteil) eines > aktiven Gleichrichters ansteuert. Dafür sollte dieser uC die aktuellen > Spannungen über den drei Leitern kennen. Jein. Die erste Frage ist, was da ein µC soll? Sich zu Tode langweilen? Und die drei Spannungen "kennen" bedeutet keineswegs, daß da drei ADC-Kanäle vorhanden sein müßten. Für gewöhnlich sind die drei Phasen im Stromnetz fest verkoppelt, man muß die also keineswegs alle 3 messen. Eigentlich reicht eine (sofern man davon ausgehen kann daß die Reihenfolge - vulgo: Drehrichtung - bekannt ist). Und eigentlich interessiert auch die Spannung gar nicht, sondern nur das Vorzeichen. Was man hingegen vielleicht haben wollen würde, ist eine gewisse Robustheit gegen überlagerte Störungen. Man würde also vielleicht eine PLL haben wollen, die man mit der Netzfrequenz synchronisiert. Und dann die Schaltsignale von der PLL ableiten. > Im Leistungsteil können Überspannungen und hohe dU/dt Werte entstehen. > Evtl auch übers Netz können Überspannungen ins System gelangen (bei > entsprechender Schutzbeschaltung natürlich reduziert). Was gar nichts mit galvanischer Trennung zu tun hat. > Die Leiterspannungen kann ich messen: > 1. ohne galvanische Trennung (gemeinsames Potential) zwischen uC und > Leistungsteil > 2. mit galvanischer Trennung (Opto-/Datenkoppler - ohne gemeinsames > Potential) zwischen uC und Leistungsteil So weit, so trivial. > Variante 1 lässt sich mit deutlich weniger Aufwand (zB kompakteres > Layout, geringerer Bauteilaufwand) realisieren und bietet mehr > Möglichkeiten (zB ADCs des uC nutzen), weshalb ich diese bevorzugen > würde. Eher noch trivialer. Was du vergessen hast: auch die Schaltsignale für den Leistungsteil haben am Ende einen Bezug zur Netzspannung. Wenn die aus deinem µC kommen und du den µC galvanisch getrennt betreiben willst, müssen die also auch durch eine Isolationsbarriere. Noch mehr Aufwand. > Angenommen Berührungsschutz wäre bei beiden Varianten gewährleistet - > könnte man mit Variante 1 garantieren, dass der uC keinen Schaden nimmt? Die Frage ist flasch gestellt. Der µC muß so oder so vor Transienten geschützt werden. Die galvanische Trennung macht das vielleicht einfacher, sie reicht alleine aber i.d.R. nicht aus. Und nur zur Sicherheit, falls das immer noch nicht angekommen sein sollte: eine galvanische Trennung dient dazu und nur dazu, Schaltungsteile galvanisch zu trennen. Daß sie den Schutz vor Transienten evtl. unterstützt, ist ein netter Nebeneffekt, nicht mehr. > Welche Variante würde man beim industriellen Design anwenden. Die billigstmögliche natürlich.
Die billigstmoegliche waere 3 Spannungsteiler, Phase gegen N. zB 1:150. Mit ein paar Megaohm zur Sicherheit. Dann kommen fuer den ADC noch 2Vp raus. Die kann man mit einer LED clippen. Und dann differentiell zum ADC, sodass auch etwas N-Erde Spannung drinliegt. Der ADC laeuft auf Erde = GND.
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Danke Axel! Das liest sich wie eine Antwort :) Die aber wieder Fragen aufkommen lässt. > Die erste Frage ist, was da ein µC soll? Sich zu Tode langweilen? Was wäre denn die Alternative zu einem uC. FPGA fiele mir nur noch ein. Der Gleichrichter soll gleichzeitig als Buck-Konverter fungieren. Dazu soll evtl noch ein Boost-Konverter dahinter geschaltet werden und der Ausgangsstrom geregelt werden. Das konntest Du aber bisher nicht wissen. Siehe Anhang. Und > die drei Spannungen "kennen" bedeutet keineswegs, daß da drei ADC-Kanäle > vorhanden sein müßten. Für gewöhnlich sind die drei Phasen im Stromnetz > fest verkoppelt, man muß die also keineswegs alle 3 messen. Beim Messen jeder Spannung war angedacht, auch auf unsymmetrische Spannungen "richtig" zu schalten. > Was man hingegen vielleicht haben wollen würde, ist eine gewisse > Robustheit gegen überlagerte Störungen. Man würde also vielleicht eine > PLL haben wollen, die man mit der Netzfrequenz synchronisiert. Und dann > die Schaltsignale von der PLL ableiten. Das verstehe ich nicht so ganz...? Auf die Netzfrequenz "synchronisieren", wollte ich die PWMs mit einer Nulldurchgangsmessung, oder mit der Spannungsmessung allein. >> Im Leistungsteil können Überspannungen und hohe dU/dt Werte entstehen. >> Evtl auch übers Netz können Überspannungen ins System gelangen (bei >> entsprechender Schutzbeschaltung natürlich reduziert). > > Was gar nichts mit galvanischer Trennung zu tun hat. Ich dachte, hierfür wäre eben diese notwendig (zwischen uC und Leistungsteil). > Die Frage ist flasch gestellt. Der µC muß so oder so vor Transienten > geschützt werden. Die galvanische Trennung macht das vielleicht > einfacher, sie reicht alleine aber i.d.R. nicht aus. > > Und nur zur Sicherheit, falls das immer noch nicht angekommen sein > sollte: eine galvanische Trennung dient dazu und nur dazu, > Schaltungsteile galvanisch zu trennen. Daß sie den Schutz vor > Transienten evtl. unterstützt, ist ein netter Nebeneffekt, nicht mehr. Ok?... >> Welche Variante würde man beim industriellen Design anwenden. > > Die billigstmögliche natürlich. Hehe :)
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Eine PFC misst die Spannung und regelt den Strom so, dass er der Spannung entspricht. Kommerzielle Chips machen das analog. Siehe zB. LT1249
Oder D. schrieb: > Eine PFC misst die Spannung und regelt den Strom so, dass er der > Spannung entspricht. Kommerzielle Chips machen das analog. Siehe zB. > LT1249 also bei 1V = 1A? PFC sorgt dafür das die Strom sinusförmig und nicht Phasenversetzt ist.
Oder D. schrieb: > Eine PFC misst die Spannung und regelt den Strom so, dass er der > Spannung entspricht. Kommerzielle Chips machen das analog. Siehe zB. > LT1249 Wenn's die dreiphasig bis 20kW gibt, nehme ich jeden Vorschlag gerne an ;) Peter II schrieb: > also bei 1V = 1A? Na so hoch wollte ich dann nicht gehen :P
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Tcf K. schrieb:
> Wer soll die PFC-Steuerung machen, der µC?
So ist's gedacht
Christof K. schrieb: > So ist's gedacht Sportlich, dann ist dem garantiert nicht langweilig, auch noch bei drei Phasen. Willst Du das nicht an einen der üblichen Verdächtigen delegieren und nur die Ansteuerung Deiner Leistung anpassen? Google mal nach "three phase pfc controller", so trivial ist das Thema nicht: http://www.ixys.com/documents/appnotes/ixan0001.pdf http://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000/f/171/p/262867/919442 http://e2e.ti.com/cfs-file.ashx/__key/communityserver-discussions-components-files/171/4353.TI_5F00_3phasePFCandAPFapplicationwithTIC2000MCU_5B00_1_5D00_.pdf Es gibt verschiedene Topologien, die bevorzugte ist die "vienna", die sich von Deiner Schaltung unterscheidet. Außerdem benutzen die IGBTs wie z.B. in Induktionsherden. Du brauchst einiges an Messequipment (LTSpice tut es da nicht) und mathematischem Rüstzeug. Wieviel wolltest Du machen, 20kW? Und bist Dir nicht klar über nötige Potenzialbarrieren? Ich glaube, der Fisch ist ein bisschen groß...
Thx Kao! Die Quellen sind ja ganz nützlich. Eine davon war bereits in meiner Sammlung. Sofort soll das Gerät nicht 20kW stemmen können. Ich will klein anfangen und mich hoch arbeiten. Das Projekt soll ja nicht nächste Woche beendet sein. Grundsätzliche Berechnungen habe ich bereits begonnen und in Excel eingepflegt. Diese sollen dann im Code umgesetzt werden - eine Regelung ist hier noch nicht mit inbegriffen. Anhand der Raumzeigermodulation werden die Schaltzustände des Gleichrichters berechnet. Simulink kommt vllt auch bald zum Einsatz. Die Vienna-Rectifier-Topologie war auch meine Bevorzugte. Jedoch gibt es diese nicht (mehr) als Modul zu kaufen, 2-Level Wechselrichter-Brücken jedoch zuhauf. Einen Diskreten aufbau der Brücke möchte ich gerne vermeiden und die Vorteile von Modulen nutzen (induktivitätsarme Gateanschlüsse, einfachere Kühlung, eingebauter NTC, einfacher zu wechseln...). Zudem bringt die Vienna-Topo keine Rückspeisefähigkeit mit sich, die ich mir für die nächste Ausbaustufe vorbehalten will. Als uC ist vorerst ein STM32f4 vorgesehen, von dem ich erwarte, dass er die geforderte Aufgabe bewältigen kann - falls nicht, bitte ich um Aufschrei! Weil ich diesen gerade anfange kennen zu lernen und es viel Unterstützung im Netz gibt, scheint er eine geeignete Wahl. Für den Ti C2000 gilt das scheinbar nicht. Wer hilft hier weiter? Sicherlich nicht viele. Obwohl ich grundsätzlich gerne auf einen solch spezialisierten MCU setzen würde. Finde es interessant, dass Du schreibst, der uC würde sich nicht langweilen. Axel wiederum das Gegenteil. Ein Forenklassiker - wo liegt hier die Realität? Das Projekt ist noch in den Kinderschuhen, weshalb noch nicht viel vorliegt und noch einiges zu leren ist - wie die Geheimnisse der Potentialtrennung ;) Auch die Topologie steht noch nicht endgültig fest. Viele tun hier so, als hätte ich bereits meine Finger in der Steckdose, oder gar keine Ahnung. Theoretisch habe ich einiges in petto. Erfahrung fehlt aber im höheren Leistungsbereich - deshalb die halbwegs ungeschickte Fragestellung. Aber wie sammelt man Erfahrung? Durch Vermeidung sicherlich nicht.
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Christof K. schrieb: > Wobei ich zugeben muss, dass meine ursprüngliche Fragestellung > unscharf formuliert war. Das ist sie nach wie vor. Eine galvanische Trennung macht man für den Personenschutz. Als Störschutz für Bauelemente ist sie nicht geeignet. Den Schutz vor irgendwelchen Störspannungen muss man anders machen. Da gibt es auch keine Standardlösungen, sondern man muss die Entstörung passend zur Schaltung machen.
> Das ist sie nach wie vor. Eine galvanische Trennung macht man > für den Personenschutz. Als Störschutz für Bauelemente ist sie > nicht geeignet. Den Schutz vor irgendwelchen Störspannungen > muss man anders machen. Da gibt es auch keine Standardlösungen, > sondern man muss die Entstörung passend zur Schaltung machen. Soll ich das so verstehen, dass ein vom Leistungsteil galvanisch getrennter uC der Signale via Datenkoppler empfängt und überträgt nicht vor "Störspannungen" (wenigstens teilwese) geschützt ist? Diese Meinung vertrete ich definitiv nicht. Dass es auch noch einiges an anderen Maßnahmen für diesen Zweck gibt und diese kombiniert werden sollten (je nach Anwendung), ist mir zudem bewusst. Ist galvanische Trennung nicht zB auch dafür, um Masseschleifen zu vermeiden. Oder um Signale störungsfreier zu übertragen? Oder um aneinander gebundene Systeme voreinander zu schützen? Oder Signale mit unterschiedlichem Bezugspotential in einem System zu erfassen?
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Christof K. schrieb: >> Eine galvanische Trennung macht man für den Personenschutz. >> Als Störschutz für Bauelemente ist sie nicht geeignet. > Soll ich das so verstehen, dass ein vom Leistungsteil galvanisch > getrennter uC der Signale via Datenkoppler empfängt und überträgt nicht > vor "Störspannungen" (wenigstens teilwese) geschützt ist? In gewisser Weise ist sie das. Nur daß diese "Lösung" absoluter Overkill ist. Als Transientenschutz reicht im einfachsten Fall ein Vorwiderstand in Verbindung mit den ohnehin vorhandenen Schutzdioden am µC-Eingang. Eine galvanische Trennung ist wesentlich aufwendiger. Zur Spannungs- versorgung tut es natürlich ein simpler DC/DC. Schon Schaltsignale für z.B. MOSFETs auf der Leistungsseite erfordern einen gewissen Aufwand wie eine weitere Spannungsversorgung und einen Treiber (die dann natürlich auch wieder nahe an den Transienten sind). Noch diffiziler ist die Übertragung von Analogwerten über die Isolationsbarriere. Da kannst du nicht einfach einen Optokoppler reinklatschen und alles wird gut. Hast du dir schon mal Gedanken darüber gemacht, wie du z.B. die Spannung einer Phase von +/-400V - sagen wir ruhig heruntergeteilt auf +/-4V - analog zu einem potentialgetrennten µC überträgst? Hast du wenigstens mal überschlagen, welchen Aufwand das bedeutet, selbst wenn du nur 10 Bit Auflösung willst? > Ist galvanische Trennung nicht zB auch dafür, um Masseschleifen zu > vermeiden. Oder um Signale störungsfreier zu übertragen? Oder um > aneinander gebundene Systeme voreinander zu schützen? Oder Signale mit > unterschiedlichem Bezugspotential in einem System zu erfassen? Ja, für all das kann eine Potentialtrennung eine Lösung sein. Nicht immer die preisgünstigste, aber doch eine Lösung. Gegen Masseschleifen hilft aber schon die symmetrische Übertragung. Der weitaus häufigste Grund für eine galvanische Trennung ist in der Tat "Schutz". Und genau der ist in deiner Anwendung erstmal nicht zwingend gegeben. Andererseits würde ich angesichts deines anscheinend eher dürftigen Kenntnisstandes gerade eine galvanische Trennung anregen. Dann kannst du nämlich den Debugger/Tracer an deinem µC angeschlossen lassen und im Betrieb zusehen was passiert. Allerdings dürfte es dann viel einfacher sein, ein Debug-Tool mit Potentialtrennung zu verwenden.
Ok. Ich verstehe soweit, dass galvanische Trennung in meiner angedachten "Anwendung" hauptsächlich bezüglich Berührungsschutz Sinn machen würde. Ansonsten zuviel Aufwand, Kosten und Einschränkung bedeutet. Und dass zum Schutz der Elektronik, je nach Bedarf andere Methoden zum tragen kommen, wie zB hochohmige Messung, hochohmige Eingänge, Supressordioden, Dioden-Widerstandsnetzwerke, Tiefpassfilter C oder LC, optimiertes Layout..etc... Die Treiber der Mosfets werden in meinem Fall definitiv galvanisch getrennt sein vom Rest der Elektronik, weil je nach Topologie evtl sogar jeder Schalter sein eigenes Bezugspotential bräuchte. Bootstrap Treiber werden wahrscheinlich nicht zum Einsatz kommen. Dass es deutlich aufwändiger ist, konsequent galvanisch zu trennen - besonders bei den analogen Messgrößen - war mir Eingangs bewusst. Deshalb kam ich überhaupt mit der Fragestellung zur Inquisit... äh ins Forum. Jetzt lasse ich diese definitiv weg - bis ich einen Grund bekomme, es mir anders zu überlegen. Fürs Debugging ist vorerst angedacht, einen Laptop zu verwenden (f4-Disco-Board über ST-Link Debugger). Oder übersehe ich hier etwas, weil ich mich bei diesem Thema eben nicht gut auskenne...?
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Christof K. schrieb: > Fürs Debugging ist vorerst angedacht, einen Laptop zu verwenden > (f4-Disco-Board über ST-Link Debugger). Oder übersehe ich hier etwas, > weil ich mich bei diesem Thema eben nicht gut auskenne...? Ja, wenn das Ladekabel des Laptops angeschlossend wird, hast Du wieder einen Massebezug. Oder eine Spannung von 120V an dem Masseanschluss des Laptops.
Yep, schon mal fetten dreiphasigen Trenntransformator anschaffen, dann sehen wir weiter...
Tcf K. schrieb: > Yep, schon mal fetten dreiphasigen Trenntransformator anschaffen, dann > sehen wir weiter... Hehe... Ein galvanisch getrenntes USB Kabel würde etwas günstiger kommen... obwohl das auch noch teuer ist. Dafür "nur" im zweistelligen Bereich. Was wäre denn gegen das Laptop fürs Debuggen einzuwenden?
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Du wirst irgendwann messen müssen... ohne TT geht das nicht, schminkt Dir das besser ab. Und ein ordentliches Speicherscope braucht es auch. Und Strom und Spannungstastköpfe. Und Dummyloads.
Bis dahin ist es noch ein laaanger Weg. Aber seit wann muss man die zu vermessende Schaltung galvanisch vom Netz trennen, wenn man ein Oszi verwendet?
@Axel Wärest Du so nett, mir kurz zu erklären, wie in meinem Fall die PLL zum Einsatz kommen sollte? Oder wo ich für meinen Fall Infos herbekomme? Synchronisiere ich etwa die uC-Frequenz aufs Netz? Im Augenblick messe ich leicht voreilend die Nulldurchgänge einer (vom uC simulierten) Phase und Passe die Periodenlängen der PWM darauf an. Zudem wird die PWM nach einer 50 Hz Periode via Interrupt vom Input-Capture-Event "resettet". Die aufsummierten PWM-Perioden in einer 50Hz Periode, passen so gut wie nie in eine 50Hz Periode...weil irgendwie die Nachkommastellen im Zähler der PWM fürs Optimum fehlen.
Christof K. schrieb: > Bis dahin ist es noch ein laaanger Weg. > Aber seit wann muss man die zu vermessende Schaltung galvanisch vom Netz > trennen, wenn man ein Oszi verwendet? Okay, jetzt kommen wir langsam an dem Punkt an, an dem es gefährlich werden kann. Und ohne genau zu wissen, wie dein ganzer Aufbau aussieht/aussehen wird, ist alles nur Rätselraterei, Missverständnisse und Schwafelei. Lass uns über sowas unterhalten, wenn du soweit bist und mehr Informationen über deinen Aufbau geben kannst. Zu deiner anderen Frage: Für einen 20kW PFC würde ich nicht eine einfache zwei-level Topologie verwenden, sondern eine drei-level Topologie wie NPC oder T-Type: NPC: http://www.infineon.com/cms/en/product/power/igbt/igbt-module/igbt-module-600v-650v/FS3L30R07W2H3F_B11/productType.html?productType=db3a30443fe18d3e013fe7901df70f31 T-Type: http://www.infineon.com/cms/en/product/power/igbt/igbt-module/igbt-module-1200v/F3L15R12W2H3_B27/productType.html?productType=db3a304440c61ccd0140decaac5f2258 Das liegt daran, dass bei der angestrebten Leistung die Schaltverluste deiner IGBTs im zwei-level Topologie zu hoch sein werden, so dass du nur mit niedrigen Schaltfrequenzen arbeiten kannst (wenige kHz) und das macht die Filterdrossel groß. Mit einer drei-level Topologie hast du weniger Schaltverluste und kannst entsprechend die Schaltfrequenz erhöhen (so ca. 16-20kHz), was die Filterdrossel und dessen design stark vereinfacht. Ich kann die DSPs von TI nur empfehlen. Die sind extrem leistungsstark und bringen viele Bibliotheken mit sich, was viele Sachen vereinfacht (PLL, Clark-Park Transformation, PI Regler etc.). Viel Glück, ich bin über den Verlauf deines Projektes gespannt
Christof K. schrieb: > Bis dahin ist es noch ein laaanger Weg. > Aber seit wann muss man die zu vermessende Schaltung galvanisch vom Netz > trennen, wenn man ein Oszi verwendet? https://www.youtube.com/watch?v=xaELqAo4kkQ
Christof K. schrieb: > Aber seit wann muss man die zu vermessende Schaltung galvanisch vom Netz > trennen, wenn man ein Oszi verwendet? Sorry, ich glaube Du solltest Dich wirklich erst mit anderen Dingen beschäftigen... der Fisch ist zu groß.
Naja. Solange ich an die Oszi-Masse an die gleiche Masse in der Schaltung anschließe... Aber ok. Bei der Größenordnung der Spannungen verstehe ich das Problem :P
Danke für die Tipps Alex. Eine Multilevel-Topologie wollte ich wegen des noch größeren Aufwandes vermeiden - besonders weil mein Wissensstand ja noch in den Kinderschuhen steckt. Dass es bei 2-Level Toplogie zu mehr Schaltverlusten kommt, leuchtet mir im Augenblick nicht ein. Ich dachte nur die Aussteuerung wäre ein Problem, weil mit 2-Level-Topologie nicht die gesamte Netzspannung "genutzt" wird, wegen der Beschränkung des Raumzeigers auf das von den Schaltzuständen aufgespannte Sechseck. Ich kenne übrigens ein Projekt, in dem mit IGBTs ( Vienna Topologie) bei einer Frequenz von 20kHz ein Wirkungsgrad von bis zu 96% erreicht wurde. So groß konnten hier die Schaltverluste ja nicht sein. Aber warum sollte es denn nicht gleich ein noch größerer Fisch werden. Dann haben ja alle hier wieder was zum Freuen und Abraten. :P Wenn ich den Verlauf des Projekts überlebe (worauf hier nicht gerade spekuliert wird), werde ich gerne weiterhin berichten :)
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Christof K. schrieb: > Eine Multilevel-Topologie wollte ich wegen des noch größeren Aufwandes > vermeiden Ja, ist natürlich mit Mehraufwand verbunden. > > Dass es bei 2-Level Toplogie zu mehr Schaltverlusten kommt, leuchtet mir > im Augenblick nicht ein. Was an deinem unzureichenden Kenntnissstand liegt. Ein drei-level Wechselrichter hat drei definierte Ausgangszustände (+UDC/2, 0 und -UDC/2). Die Schalter schalten also immer mit der halben Zwischenkreisspannung. Ein zwei-level Wechselrichter hat zwei fest definierte Ausgänge (+UDC/2 und -UDC/2), ergo schaltet jeder IGBT mit der vollen Zwischenkreisspannung. Die Schaltverluste sind in erster Näherung proportional zur Schaltspannung. > Ich dachte nur die Aussteuerung wäre ein > Problem, weil mit 2-Level-Topologie nicht die gesamte Netzspannung > "genutzt" wird, wegen der Beschränkung des Raumzeigers auf das von den > Schaltzuständen aufgespannte Sechseck. Nö > Ich kenne übrigens ein Projekt, in dem mit IGBTs ( Vienna Topologie) bei > einer Frequenz von 20kHz ein Wirkungsgrad von bis zu 96% erreicht wurde. > So groß konnten hier die Schaltverluste ja nicht sein. Der Vienna Gleichrichter ist eine drei-level Topologie. Dort wird nur mit der halben Zwischenkreisspannung geschaltet.
Ich glaube, dass dieser DSP ganz gut auf deine Bedürfnisse passen könnte: http://www.ti.com/tool/LAUNCHXL-F28377S Der hat ebenfalls eine floating point unit. Auf sowas würde ich bei einer PFC nicht verzichten wollen.
Danke nochmal. Solche 3-Level-Module gehen ja ganz schön ins Geld oO ! Mit eigenem Treiber im Modul gibt es die ja auch! Muss man da überhaupt noch etwas selbst machen? ;) Das Prinzip des 3-Punkt-Umrichters ist mir prinzipiell bekannt. Jetzt verstehe ich auch so langsam, wie die geringeren Schaltverluste zustande kommen. Hätte ich dennoch nicht erwartet, da immerhin acht potente Treiber zusätzlich betrieben werden müssen... Aber diese Verluste fallen scheinbar Anteilig nicht sonders ins Gewicht. Hast Du einen derartigen DSP schon mal programmiert? Gibt es eine große Gemeinde für diesen? Der Preis ist ja schon mal Anständig. Schade dass beim Buck-Boost-Konverter kein Multilevel-Umrichter an Bord ist!
Wow! Da ist ja sogar ein Delta/Sigma Filter implementiert...Isoliertes Debugging :D...Mathematische Einheiten... vom umfangreichen Rest mal abgesehen. Tolles Gerät! Und ein Blinky Projekt für Leds wird gratis mitgeliefert ;) Das Board könnte dennoch mit einem 3-Level-Umrichter überfordert sein. Aber die Familie scheint ja einige Mitglieder zu haben.
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Christof K. schrieb: > Danke nochmal. Kein Ding. > Solche 3-Level-Module gehen ja ganz schön ins Geld oO ! Mit eigenem > Treiber im Modul gibt es die ja auch! Muss man da überhaupt noch etwas > selbst machen? ;) Willkommen in der Realität ;) Vielleicht ist es klüger, erstmal mit einer 2-level Topologie anzufangen und einen niedrigeren Wirkungsgrad+größere Drossel in Kauf nehmen. Optimieren kannst du dann immer noch bzw. auf eine andere Topologie umschwenken. > Das Prinzip des 3-Punkt-Umrichters ist mir prinzipiell bekannt. Jetzt > verstehe ich auch so langsam, wie die geringeren Schaltverluste zustande > kommen. Hätte ich dennoch nicht erwartet, da immerhin acht potente > Treiber zusätzlich betrieben werden müssen... Aber diese Verluste fallen > scheinbar Anteilig nicht sonders ins Gewicht. Nicht wirklich. Eher der Preis, da auch jeder Treiber galvanisch getrennt sein muss. Wobei bei der T-Type Topologie insgesamt nur 3 weitere Treiber vorhanden sein müssen - im Gegensatz zu 6 Treibern bei der NPC Topologie. > > Hast Du einen derartigen DSP schon mal programmiert? Gibt es eine große > Gemeinde für diesen? Ich verwende den kleinen Bruder http://www.ti.com/tool/launchxl-f28027 Es gibt ein TI Forum, allerdings weiß ich nicht, wie gut dir da geholfen wird. Ich kann TI wirklich empfehlen, allerdings ist der Einstieg sehr verwirrend. Das müssen die wirklich besser hinbekommen! > Der Preis ist ja schon mal Anständig. Schade dass beim > Buck-Boost-Konverter kein Multilevel-Umrichter an Bord ist! Da nicht, aber hier: http://www.ebv.com/products/product-details/3303/FalconEye+3-Level
Christof K. schrieb: > Das Board könnte dennoch mit einem 3-Level-Umrichter überfordert sein. 12 PWM Signale werden für einen 3 level Wechselrichter benötigt. Das bringt der DSP locker mit. Dann müssen 2 Spannungen und 2 Ströme gemessen werden, ergo 4 ADC sind nötig. Das bringt der DSP auch mit. Und 200MHz Clock Frequency sollten auch reichen für ein wenig PFC Berechnung.
Mensch, was es alles gibt. Bin ja völlig begeistert. 6 zusätzliche Treiber meinte ich natürlich... Die T-Schaltung ist mir neu. Das mit dem Einstieg schreckt mich schon ab. Ich habe bereits Schwierigkeiten beim Umstieg vom Xmega zum STM32. Wiederrum schadet eine Spezialisierung in diese Richtung bestimmt nicht. Verstehe ich Deine Aussage richtig, dass der Einstieg schwierig ist, wenn man die Entwicklungsumgebung aber kennt, ist sie besonders zu empfehlen? So wie mit Photoshop...? ;) Welche Programmiersprache wird hier überhaupt verwendet? Gibt es eine halbwegs verständliche Dokumentation? Wie beim Xmega am besten ;) Weißt Du was das Falcon-Eye Referenz Design kostet? Riecht nach 500 und mehr. Der FPGA wäre hier interessant (wiederum abschreckend!). Beim Cyclone2 habe ich mir mal vor Jahren die Karten gelegt. Weißt Du aus Erfahrung mit Deinem "kleinen Bruder", ob die PWMs schaltverlustoptimale Verfahren unterstützen? Vom STM32 gibt es nur wenige Varianten, bei denen die PWM eingeschränkt "flexibler" ist. Beim f429 (gibts das nicht) den ich jetzt habe, müsste ich (nach aktuellem Wissensstand) wahrscheinlich mehrere PWMs extern zu einer logisch verschalten um das bisher vorgesehene SLO verfahren zu benutzen. Die Bemerkung im Text zum C2000, dass bis zu zwei BoosterPacks gleichzeitg unterstützt werden, hat mich bezuglich der Leistungsfähigkeit dieses Boards verunsichert. Mensch! 200MHz, Delta/Sigma Filter, Mathematische Einheiten, Fließkommaeinheit, vier unabhängige ADCs (an bis zu 24 Pins?). Warum höre ich heute zum ersten Mal davon? (na gut - eigentlich ja schon gestern) ;) Bist Du beruflich bedingt mit dem DSP vertraut?
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Christof K. schrieb: > Die T-Schaltung ist mir > neu. Sie ist auch eher ein Insider. Bis zu Schaltfrequenzen von ca. 20kHz ist die T-Type definitiv überlegen, was die Verluste in den Halbleitern angeht. Bei optimierten Modulationsarten (minimierung der Schaltverluste) kann die Schaltfrequenz sogar noch höher angesetzt werden. Das hängt aber immer von der Anwendung ab. Ich persönlich bevorzuge die T-Type. > Das mit dem Einstieg schreckt mich schon ab. Das Ding ist: TI bietet in deren ControlSUIT eine enorm große Sammlung an Beispielen an. Von einer einfachen LED Steuerung hin zur PWM Erzeugung, ISR Programmierung, ADC etc. Diesbezüglich hat TI wirklich viel Support und man kann sich leicht an deren Beispielen entlanghangeln und deren Beispiele auf eigene Bedürfnisse anzupassen. Allerdings habe ich es nie geschafft, mein eigenes Projekt zu starten. Ich bin immer daran gescheitert, die nötigen Bibliotheken in mein Projekt zu "linken". Da wird es m.M.n. schwer und ich erhalte immer Fehlermeldungen. Wobei ich aber glaube, dass es irgendwo eine Anleitung dafür gibt. Wahrscheinlich muss man nur mehr Geduld aufbringen als ich. > Verstehe ich Deine Aussage richtig, dass der Einstieg schwierig ist, > wenn man die Entwicklungsumgebung aber kennt, ist sie besonders zu > empfehlen? So wie mit Photoshop...? ;) Ich habe bisher mit einigen Leuten im Bereich netzgeführter Wechselrichter gesprochen und alle verwenden die TI DSPs. Allerdings musste auch jeder erstmal ins kalte Wasser springen und sich durch die Fülle an Informationen durchlesen. > Welche Programmiersprache wird hier überhaupt verwendet? Gibt es eine > halbwegs verständliche Dokumentation? Wie beim Xmega am besten ;) Es wird C verwendet. TI bietet eigene Funktionen an, die vieles erleichtern sollen. Wo bei einem traditionellen uC noch einzelne Bits im Register gesetzt werden, so nutzt man bei TI bereits eigene Funktionen dafür. Macht vieles einfacher, wenn man sich erstmal daran gewöhnt hat. Beispiel für die Totzeitgenerierung bei TI:
1 | EPwm4Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = DB_DISABLE; // DISABLE DB module |
Das ist der einzige Code, den ich schreiben muss, um die Totzeit auszuschalten. Irgendwo versteckt in einer header Datei oder sonst wo gibt es dann die Definition von DB_DISABLE
1 | #define DB_DISABLE 0x0
|
Ergo, bei TI schubst man nicht mehr einzelne Bits, man macht das auf einer höheren Ebene. > Weißt Du was das Falcon-Eye Referenz Design kostet? Riecht nach 500 und > mehr. Der FPGA wäre hier interessant (wiederum abschreckend!). Beim > Cyclone2 habe ich mir mal vor Jahren die Karten gelegt. Keine Ahnung. Ich bin am Überlegen, mir selbst sowas zu entwickeln. Aber irgendwie fehlt mir die Motivation dazu. > Weißt Du aus Erfahrung mit Deinem "kleinen Bruder", ob die PWMs > schaltverlustoptimale Verfahren unterstützen? Was bitteschön ist ein schaltverlustoptimales Verfahren? Redest du von DPWM (Discontinuous PWM) und dergleichen? > Vom STM32 gibt es nur > wenige Varianten, bei denen die PWM eingeschränkt "flexibler" ist. Beim > f429 (gibts das nicht) den ich jetzt habe, müsste ich (nach aktuellem > Wissensstand) wahrscheinlich mehrere PWMs extern zu einer logisch > verschalten um das bisher vorgesehene SLO verfahren zu benutzen. Das verstehe ich nicht. > Die Bemerkung im Text zum C2000, dass bis zu zwei BoosterPacks > gleichzeitg unterstützt werden, hat mich bezuglich der > Leistungsfähigkeit dieses Boards verunsichert. Lass dich von den Boosterpacks nicht verwirren. Das bezieht sich m.E. nur auf die Pin Header. Von der Leistungsfähigkeit sollte das Launchpad für deine Zwecke definitiv ausreichend sein. Ich würde das reine Launchpad wählen, also das für 30USD. Ich werde es mir wohl auch bald kaufen. > Bist Du beruflich bedingt mit dem DSP vertraut? Leider nur bedingt, ich würde gerne mehr damit zu tun haben
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> Sie ist auch eher ein Insider. Bis zu Schaltfrequenzen von ca. 20kHz ist > die T-Type definitiv überlegen, was die Verluste in den Halbleitern > angeht. Bei optimierten Modulationsarten (minimierung der > Schaltverluste) kann die Schaltfrequenz sogar noch höher angesetzt > werden. Das hängt aber immer von der Anwendung ab. Ich persönlich > bevorzuge die T-Type. Ehrlich gesagt wüsste ich gar nicht, nach welchen Kriterien ich eine der Schaltungen bevorzugen sollte. Oder womit hier die Schaltverlustunterschiede in Verbindung stehen. Die erwähnte Einschränkung in der Frequenz wäre zumindest eines. Beim Fraunhofer Institut habe ich aber über einen Umrichter gelesen, der bereits 2011 wahrscheinlich als T-Type (siehe Anhang) mit 80kHz geschaltet wird. Hier kommen allerdings SiC Mosfets zum Einsatz. Verwunderlich in diesem Zusammenhang, warum es nicht bereits etliche SiC-Fet-Module in 3-Level-Topologie gibt, obwohl Sic-Fets in "allen" Leistungsklassen diskret vertreten sind. Allerdings habe ich es nie geschafft, mein > eigenes Projekt zu starten. Ich bin immer daran gescheitert, die nötigen > Bibliotheken in mein Projekt zu "linken". Da wird es m.M.n. schwer und > ich erhalte immer Fehlermeldungen. Wobei ich aber glaube, dass es > irgendwo eine Anleitung dafür gibt. Wahrscheinlich muss man nur mehr > Geduld aufbringen als ich. Oje! Das hört sich genau nach meiner Erfahrung mit dem Keil MDK an. Zum Glück fand ich letztendlich das idiotensichere Videotutorial auf Youtube, bevor die Geduld sich endgültig verabschiedete. Beim CCS hast Du scheinbar nicht dieses Glück gehabt. Dennoch liegt CCS jetzt auf der Platte und wird in den nächsten Tagen begutachtet. > Ich habe bisher mit einigen Leuten im Bereich netzgeführter > Wechselrichter gesprochen und alle verwenden die TI DSPs. Das motiviert! Allerdings > musste auch jeder erstmal ins kalte Wasser springen und sich durch die > Fülle an Informationen durchlesen. Das nicht ;) > Beispiel für die Totzeitgenerierung bei TI: >
1 | EPwm4Regs.DBCTL.bit.OUT_MODE = DB_DISABLE; // DISABLE DB module |
Das gefällt. Ist aber scheinbar in anderen Entwicklungsumgebungen nicht unüblich. A la programmieren im Klartext. Wobei die HAL Bibliotheken des STM nicht ganz so glücklich umgesetzt scheinen. Finde es ja beachtlich, dass Du nebenbei überlegst so ein schönes Gerät mit FPGA zu entwickeln. > Was bitteschön ist ein schaltverlustoptimales Verfahren? Redest du von > DPWM (Discontinuous PWM) und dergleichen? DPWM ist mir neu. In meinem theoretischen Pamphlet (bezogen auf Gleichrichter mit aktiver PFC aufbauend auf der Vienna-Topologie - jedoch ohne mittlere Spannung! (siehe zweiten Anhang) Mit Buck-/Boost-Funktion) wird von verschiedenen Verfahren gesprochen um die Schaltverluste und Stromverzerrungen durch optimierte Schaltfolge zu minimieren (nach Berechnung der Einschaltdauern anhand der Raumzeigermodulation). MFC (Klemmung der mittleren Phase), HPC (Klemmung der höchsten Phase), SLO (Switching Loss Optimized) und CDO werden hier beschrieben. Die Schrift ist jedoch von 2004 und evtl nicht mehr zeitgemäß. > Das verstehe ich nicht. Beim empfohlenen SLO verfahren kommen Schaltmuster zustande, bei denen eine Center-Alligned-PWM zusätzlich mit einem Dreieckssignal verschnitten wird. Dann ist je nach Sektor mal der eine, mal der andere PWM kanal invertiert und im nächsten Sektor wieder nicht. Zudem werden bei Sektorübergängen mehrere Pulse pro PWM-Periode ausgegeben (siehe Anhang 3+4). Ich wüsste nicht, wie das mit einem Timer realisierbar wäre. Meinst Du Ähnliches wäre mit dem C2000 (falls nötig) möglich? > Lass dich von den Boosterpacks nicht verwirren. Das bezieht sich m.E. > nur auf die Pin Header. Von der Leistungsfähigkeit sollte das Launchpad > für deine Zwecke definitiv ausreichend sein. Ich würde das reine > Launchpad wählen, also das für 30USD. Ich werde es mir wohl auch bald > kaufen. Bin dabei. > >> Bist Du beruflich bedingt mit dem DSP vertraut? > Leider nur bedingt, ich würde gerne mehr damit zu tun haben Na denn wünsche ich Dir das mal heute zum Abschied. Nächtlichen Gruß Christof
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Christof K. schrieb: > Ehrlich gesagt wüsste ich gar nicht, nach welchen Kriterien ich eine der > Schaltungen bevorzugen sollte. Oder womit hier die > Schaltverlustunterschiede in Verbindung stehen. Die erwähnte > Einschränkung in der Frequenz wäre zumindest eines. Das kommt von alleine, wenn man vermehrt mit solchen Themen zu tun hat. Grundsätzlich gilt bei der Auswahl einer passenden Topologie: - Preis - Wirkungsgrad - Oberwellen - je nach Anwendung auch Größe/Gewicht >> Was bitteschön ist ein schaltverlustoptimales Verfahren? Redest du von >> DPWM (Discontinuous PWM) und dergleichen? > > DPWM ist mir neu. In meinem theoretischen Pamphlet (bezogen auf > Gleichrichter mit aktiver PFC aufbauend auf der Vienna-Topologie - > jedoch ohne mittlere Spannung! (siehe zweiten Anhang) Mit > Buck-/Boost-Funktion) wird von verschiedenen Verfahren gesprochen um die > Schaltverluste und Stromverzerrungen durch optimierte Schaltfolge zu > minimieren (nach Berechnung der Einschaltdauern anhand der > Raumzeigermodulation). MFC (Klemmung der mittleren Phase), HPC (Klemmung > der höchsten Phase), SLO (Switching Loss Optimized) und CDO werden hier > beschrieben. Die Schrift ist jedoch von 2004 und evtl nicht mehr > zeitgemäß. Ja, das fällt m.M.n. alles unter DPWM. Der Nachteil ist jedoch, dass bei gleichem Aufbau (Schaltfrequenz, Filterdrossel etc.) die Oberwellen stärker vertreten sind. Ergo muss man den ganzen PFC optimieren, um von DPWM einen Nutzen ziehen zu können. Ist für deine Zwecke aber nicht relevant. DPWM oder wie auch immer du das nennen möchtest ist schon ne feine Sache. > Meinst Du Ähnliches wäre mit dem C2000 (falls nötig) möglich? Das machst du alles per Software. Die Theorie besagt, dass du für die Erzeugung deiner PWM eine sinusförmige Referenz (50 Hz) mit einem hochfrequenten Carrier Signal (Dreieck, im TI DSP als up-down count bezeichnet) vergleichst (Comparator). Je nachdem, ob dein Referenzsignal oder dein Carriersignal größer ist, ist der PWM Ausgang vom DSP high oder low (IGBT ein oder IGBT aus). Um deine PWM auf niedrige Schaltverluste zu optimieren, kannst du schlichtweg dein Referenzsignal mit einem Offset überlagern. Ref = I*sin(wt) offset = blablabla Ref1 = Ref+offset Zur Ergeugung deiner PWM wird nun Ref1 mit dem Carriersignal verglichen. Die Theorie zur DPWM findest du u.A. hier: https://www.youtube.com/watch?v=ghunDtZMv0Y&list=PLbMVogVj5nJQoZqyLxx-cg_dYE-Dt2UMH&index=21 Cheers
> Das kommt von alleine, wenn man vermehrt mit solchen Themen zu tun hat. > Grundsätzlich gilt bei der Auswahl einer passenden Topologie: > - Preis > - Wirkungsgrad > - Oberwellen > - je nach Anwendung auch Größe/Gewicht Die genannten Punkte betreffend, habe ich bereits eine recht klare Vorstellung. Nur wo recherchiere ich die passende Topologie und ein gutes Modulationsverfahren, ohne gleich eigene und kostenintensive Forschung zu betreiben. Lieb wäre mir eine Basis, die ich dann mit der Zeit optimieren würde. Gute Ansätze hast Du ja bereits geliefert. Daraus wird jetzt ein neuer Thread gemacht :) > Ja, das fällt m.M.n. alles unter DPWM. Der Nachteil ist jedoch, dass bei > gleichem Aufbau (Schaltfrequenz, Filterdrossel etc.) die Oberwellen > stärker vertreten sind. Ergo muss man den ganzen PFC optimieren, um von > DPWM einen Nutzen ziehen zu können. Ist für deine Zwecke aber nicht > relevant. DPWM oder wie auch immer du das nennen möchtest ist schon ne > feine Sache. Ich bin mir nicht sicher, ob das hier bevorzugte SLO eine DPWM Art ist. "Nur" die zusätzlichen Schaltvorgänge während der Sektorübergänge, wie in vorigem Anhang 3 dargestellt, gehen in die Richtung - sind aber mMn ein Zusatz als Folge der langsamen Messtechnik und niedrigen Schaltfrequenz, die in meinem Paper verwendet wurde. --> https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/nussbaumer.pdf Grundsätzlich wird das SLO einerseits zur Minimierung der Schaltverluste andererseits zur Reduzierung von Netzstromverzerrungen verwendet. Also eben um Oberwellen und somit den Filteraufwand klein zu halten. >> Meinst Du Ähnliches wäre mit dem C2000 (falls nötig) möglich? > Das machst du alles per Software. Die Theorie besagt, dass du für die > Erzeugung deiner PWM eine sinusförmige Referenz (50 Hz) mit einem > hochfrequenten Carrier Signal (Dreieck, im TI DSP als up-down count > bezeichnet) vergleichst (Comparator). Je nachdem, ob dein Referenzsignal > oder dein Carriersignal größer ist, ist der PWM Ausgang vom DSP high > oder low (IGBT ein oder IGBT aus). > Um deine PWM auf niedrige Schaltverluste zu optimieren, kannst du > schlichtweg dein Referenzsignal mit einem Offset überlagern. > Ref = I*sin(wt) > offset = blablabla > Ref1 = Ref+offset > Zur Ergeugung deiner PWM wird nun Ref1 mit dem Carriersignal verglichen. Das von Dir beschriebene PWM-Vervahren scheint eine trägerbasierte bzw Sinus-Dreieck Modulation zu sein. Hier schickt es sich ja, das Referenzsignal mit der dritten Harmonischen zu überlagern, um Modulationsgrad und Aussteuerung zu erhöhen (Super-Sinus-PWM). Das von mir angedachte Verfahren basiert auf der Raumzeigermodulation(RZM) (siehe Anhang, für 2-Punkt) und muss meines Wissens nach nicht in einer DPWM resultieren. An sich sollen sich Sinus-Dreieck- und RZM Ergebnis ähneln. Nur bietet mWn die RZM noch die Freiheit, die Pulssequenz und die Pulsposition frei zu wählen und zumindest Schaltverluste zu minimieren. > Die Theorie zur DPWM findest du u.A. hier: > https://www.youtube.com/watch?v=ghunDtZMv0Y&list=PLbMVogVj5nJQoZqyLxx-cg_dYE-Dt2UMH&index=21 Danke für den wertvollen Link. Du bist ja besser als jede Wiki! Hier geht's wahrscheinlich um eine Abwandlung der RZM-PWM. Werde es mir bald ansehen.
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