Hallo zusammen, ich wollte bei euch mal nachfragen, welche Mikrocontroller sich aus eurer Sicht gut eignet sind um eine digitale Regelung für DC/DC Wandler umzusetzen. Die Anforderung ist, dass die Regelung komplett digital ausgeführt werden sollte mit einer Zykluszeit <10us. Zudem sollte eine hochauflösende PWM vorhanden sein um eine Schaltfrequenz bis ca. 500kHz (mit >=8 Bit Auflösung) zu ermöglichen, AD Wandler mit >1MSPS vorhanden sein und der Mikrocontroller sollte einen schnellen Komparator zur Überstromabschaltung in t<20ns haben. Eine Google Suche lieferte bei mir grob folgende Resultate: XMC4000 Serie TMS320F28xxx bzw. TMS320C2xxx Serie dsPIC33 Serie Kennt Ihr noch andere sinnvolle Mikrocontroller? Welcher davon ist am "schnellsten" bzw. am "einfachsten" zum Laufen zu bringen für jemanden, der noch nie mit der jeweiligen Controllerserie gearbeitet hat? Gruß DCDC
>Mikrocontroller sollte einen schnellen Komparator zur Überstromabschaltung in
t<20ns haben.
So riesig scheint das Wissen zu Schaltnetzteilen nicht zu sein. Innert
20ns aendert sich ein Strom innerhalb einer auch kleineren Spule eher
gar nicht.
Weshalb soll die Frequenz so hoch sein ?
Die Ahnung von Controllern ist auch eher bescheiden...
Das Ganze ist ein Furz, lass es sein.
Hallo, Sapperlot W. schrieb: > So riesig scheint das Wissen zu Schaltnetzteilen nicht zu sein. Innert > 20ns aendert sich ein Strom innerhalb einer auch kleineren Spule eher > gar nicht Es geht bspw. um das Erkennen von Überstrom im Schalter bei gesättigtem Transformator... da brauch man das durchaus. Sapperlot W. schrieb: > Weshalb soll die Frequenz so hoch sein ? Mit Ferritkernen lassen sich in diesem Frequenzbereich die kompaktesten Transformatoren bauen.
DCDC schrieb: > Es geht bspw. um das Erkennen von Überstrom im Schalter bei gesättigtem > Transformator... da brauch man das durchaus. 20ns zur Überstromerkennung? Nee, auf keinen Fall. Ändere mal den Faktor um 100...1000 in Richtung langsamer.
Schaltnetzteil schrieb: > Ändere mal den Faktor > um 100...1000 in Richtung langsamer. 100...1000x20ns = 2us - 50us. Wie soll damit ein "Cycle-by-Cycle" Strombegrenzung im Schalter bei f=500kHz (1/f=T=2us) realisiert werden? Ok vielleicht ist der Faktor um 10 zu klein aber ein UC3844 schafft typ=150ns ... max 300ns ("control to output" propagtion delay) und ein UCC3804 in weniger (typ. 50ns - 150ns). Aber die beiden ICs sind auch schon etwas älter.
DCDC schrieb: > Es geht bspw. um das Erkennen von Überstrom im Schalter bei gesättigtem > Transformator... da brauch man das durchaus. Für das Erkennen und Abschalten bei überströmen im Schalter verwendet man FET/IGBT-Treiber mit einer sogenannten DESAT-Erkennung. Diese schalten im Fehlerfall den Schalter direkt ab. Allerdings kann je nach verwendeter Schaltergeneration ein überleben des Schalters nicht unbedingt garantiert werden.
Hallo DCDC, Ein hilfreicher Einstieg könnte Texas Instruments bieten: sie bieten eine "controlSUITE", in der sich auch eine "powerSUITE" befindet. Laut Eigendefinition TI "a suite of digital power supply design tools for TI C2000 real-time microcontroller family". Außerdem bietet TI auch passende Hardware fürs Prototyping + gute Doku. Damit sollte ein schneller und günstiger Einstieg möglich sein. Wenn dann alles läuft und verstanden ist, brauchst du auch keine Hilfe bei der Suche nach einem passenden µC...
Psoc 4200M cortex m0 mit op-amps und comparatoren onboard, sowie programmierbarer digital Hardware (CPLD basiert). Da könntest du Recht viel intern in Hardware erledigen.
Danke Kioskam für die erste sinnvolle Antwort. Kioskman schrieb: > Für das Erkennen und Abschalten bei überströmen im Schalter verwendet > man FET/IGBT-Treiber mit einer sogenannten DESAT-Erkennung Ja das machen wir sonst auch so. Die Idee ist, das man die Fehlererkennung und Abschaltung gleichzeitig im Mikrocontroller machen kann. Bspw. der dsPIC33EP16GS202 hat eine 15ns Comparator zum Abschalten der PWM. Meine Frage zielte daher darauf zu erfahren, welche anderen Mikrocontroller das evtl. auch haben und zudem eine hochauflösende PWM bieten. Gruß DCDC
Danke Noti und Achim, @Noti: das schaue ich mir mal an. @Achim: PSOC4 und PSOC5LP habe ich diesbezüglich auch schon angeschaut bzw. schon realisiert. Problem dort ist, dass die leider keine hochauflösende PWM haben. Daher müsste ich die Auflösung entweder mit Dithering erhöhen, was aber auch nur eine andere Art von "limit-cycle" Oszillation ist oder die PWM analog machen. Die Komparatoren im PSoC sind mit ca. 50..100ns ausreichend. Der dsPIC hat eine PWM Auflösung von 1.04ns und die XMC4000er teils 150ps. Gruß DCDC
DCDC schrieb: > Bspw. der dsPIC33EP16GS202 hat eine 15ns Comparator zum Abschalten > der PWM. Viel entscheidender ist, in welcher Zeit Du den Schalter ausgeschaltet bekommst. Das Maßgebende wird hier auf jeden Fall die Treiberschaltung und der verwendete Schalter sein. Denn der Komparator mag mit seinen 15ns super schnell sein, aber das bringt nichts wenn der Schalter selbst z.B. mehr als 100ns braucht um zu sperren. Eine andere Geschichte ist dann noch mal die Zykluszeit der Regelung. Bei den angepeilten 500kHz Schaltfrequenz und z.B. 10us Zykluszeit (100kHz) der Regelung bist Du 4 von 5 PWM-Takten im Blindflug. Du weißt also 4 Takte lang nicht wo sich der Strom/ die Spannung in bewegt.
Kioskman schrieb: > Viel entscheidender ist, in welcher Zeit Du den Schalter ausgeschaltet > bekommst. Das Maßgebende wird hier auf jeden Fall die Treiberschaltung > und der verwendete Schalter sein. Denn der Komparator mag mit seinen > 15ns super schnell sein, aber das bringt nichts wenn der Schalter selbst > z.B. mehr als 100ns braucht um zu sperren. Ja da hast Du recht, die Zeit zum Umladen der Eingangskapazitäten ist natürlich maßgeblich. Aber das ist ja auch der Grund, weswegen ich einen schnellen Komparator im Mikrocontroller suche, damit dieses nicht zusätzlich eine Rolle spielt. Wobei, wie gesagt es vielleicht etwas langsamer sein kann. Kioskman schrieb: > Eine andere Geschichte ist dann noch mal die Zykluszeit der Regelung. > Bei den angepeilten 500kHz Schaltfrequenz und z.B. 10us Zykluszeit > (100kHz) der Regelung bist Du 4 von 5 PWM-Takten im Blindflug. Du weißt > also 4 Takte lang nicht wo sich der Strom/ die Spannung in bewegt. Ja da bin ich mit Dir einer Meinung, dass die Regelung "im Blindflug" ist. Allerdings ist das bei einer normalen analogen "Voltage-Mode" bzw. "Average-Current" ja auch nicht viel anders ist, da dort der eigentliche Regler ja auch nicht zu schnell sein kann um eine "Cycle-by-Cycle" Strombegrenzung zu machen. Daher suche ich ja auch ein Mikrocontroller mit Komparator, der unabhängig von der Regelung den Ausgang der PWM abschalten. Gerne würde ich auch eine Zykluszeit deutlich kleiner als 10us realisieren, aber deswegen suche ich ja Informationen zu alternativen Mikrocontrollern. Gruß DCDC
Die C2000 uC von TI haben eine Trip Zone, die innerhalb weniger ns die PWMs ausschalten. Die haben ferner eine hochauflösende PWM für hohe Schaltfrequenzen. TI bietet auch eine library für digitale Regelungen (PI Regler, 2p2z), in der der Regler (optimiert) in Assembler geschrieben ist. Ich habe sehr gute Erfahrungen mit der C2000 Serie von TI gemacht, NACHDEM ich mich in den Datenblättern etc. zurechtgefunden habe (hatte vorher keine Kenntnisse in hardwarenaher Programmierung bzw. den TI uC). Jetzt möchte ich nicht mehr ohne die auskommen (TMS320F28335 mit FPU., und TMS320F28027 ohne FPU) Melde dich, wenn du weitere Fragen hast.
Danke Alexander und Gerd für die Rückmeldungen. Ich lese mich dort mal ein. Gruß DC/DC
Für Anfänger wenig geeignet (wie m.M. alle Cortex-M4f), aber erfolgreich im Einsatz habe ich die XMC4000 von Infineon. >Gerne würde ich auch eine Zykluszeit deutlich kleiner als 10us >realisieren, aber deswegen suche ich ja Informationen zu alternativen >Mikrocontrollern. Es kommt sehr darauf an, was du in dieser Zeit alles machen willst und wie gut der Code optimiert ist. Eine einfache Regelung kriegt ein Cortex-M4f in der Zeit hin, vorausgesetzt der Code wurde nicht mit einem im akademischen Umfeld sehr beliebten Codegenerator erzeugt. LEler
Muss mich ganz klar für den dsPIC aussprechen, sehr schnell und auch nicht so kompliziert. Zwar "nur" 1.04ns Auflösung der PWM, aber 5 ADC Wandler mit je mehr als 3 MSPS richtig schnell. In Kombination mit dem CLC Modul kann man sehr interessante Schaltwandler entwerfen (dsPIC33EP128GS808). Enwicklungsumgebung ist auch OK.
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