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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Prozessoren für Leistungselektronik


Autor: Sucher (Gast)
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Kann mir hier jemand einen Tipp geben welche Prozessoren sich für 
Anwendungen in der Leistungselektronik besonders gut eignen würden bzw. 
wo ich am besten Anfange zu suchen? Ich stehe vor dem Problem dass ich 
von dem Angebot an Prozessoren mehr oder weniger erschlagen werde und 
nicht wirklich weiss, nach welchen Kriterien ich mich für eine 
Prozessorfamilie entscheiden soll. Anwendungen wären ausschliesslich 
Leistungselektronik (diverse Resonanzwandler, Dual-active bridge, 
eigentlich alles von der einfachen Halbbrücke bis zu mehrphasigen 
Motorsteuerungen). Dementsprechend wäre ich vor allem an umfangreicher 
PWM Hardware und ADCs interessiert, Rechenleistung ist eher zweitrangig 
solange es für die benötigten digitalen Regler ausreicht.

Leider habe ich von Mikroprozessoren im allgemeinen recht wenig Ahnung 
und nur mässig viel Programmiererfahrung. Bis jetzt habe ich immer mit 
einem vorgegebenen Controlboard gearbeitet welches einiges an 
zusätzlicher Hardware bereitstellte und musste die Software selten 
selber schreiben.

Gefunden habe ich bis jetzt die STM32F3 Serie von ST (vor allem 
natürlich STM32F334) und F28M3x von Texas Instruments. Es muss aber 
nicht unbedingt ein ARM Cortex sein, ich hab mir aber sagen lassen ich 
solle mich mal damit befassen (gibt es für den Zweck besseres?). Zudem 
wäre ich über Hinweise zu Entwicklungsumgebungen froh (z.B. falls es 
Hersteller gibt welche ich aufgrund miserabler Unterstützung eher meiden 
sollte).

Autor: DCDC (Gast)
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Autor: Ohmar (Gast)
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Die Piccolo Familie von TI ist gut geeignet. Es gibt von TI hierfür auch 
eine Lib für DigitalPower Anwendungen.

Autor: MiWi (Gast)
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Sucher schrieb:


> Leider habe ich von Mikroprozessoren im allgemeinen recht wenig Ahnung
> und nur mässig viel Programmiererfahrung. Bis jetzt habe ich immer mit
> einem vorgegebenen Controlboard gearbeitet welches einiges an
> zusätzlicher Hardware bereitstellte und musste die Software selten
> selber schreiben.

naja... Leider habe ich vom Motoradfahren keine Ahnung, kann mir wer 
sagen womit ich am besten die Paris-Dakar fahren kann?

Sorry, wenn Du im allgemeinen recht wenig Ahnung  von Prozessoren hast 
und dann die Frage stellst, welcher Prozessor für ein Gebiet, in dem 0% 
Fehlertoleranz zulässig ist dann bist Du mM nach nicht der richtige für 
diese Auswahl.

Aber egal - alles wo nicht Microchip und "pic" draufsteht ist besser als 
deren Gfrast.

Und bevor hier wer die Flagge für die hochhält: 3 Erratas von 3 
unterschiedlichen Produkten von denen binnen eines Jahres ist eindeutig 
zuviel. Und nach Rückfrage zu einigen meiner Entwicklerbekannten sind 
wir nicht die einzigen, die in dem Bereich massive Probleme seitens 
Microchip
festgestellt haben.


MiWi

Autor: U. M. (oeletronika)
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Hallo,
> Sucher schrieb:
> Kann mir hier jemand einen Tipp geben welche Prozessoren sich für
> Anwendungen in der Leistungselektronik besonders gut eignen würden bzw.
> wo ich am besten Anfange zu suchen?
Diese Anwendung macht keinerlei Einschränkungen, weil primär nicht der 
Prozessor bestimmt, ob jegliche Elektronik gut und zuverlässig 
funktioniert, sondern das Gesamtkonzept.
Bei Leistungselektronik gilt das umso mehr. Da sind fundierte Kenntnisse 
bezüglich Leistungselektronik und EMV unverzichtbar.

> Ich stehe vor dem Problem dass ich
> von dem Angebot an Prozessoren mehr oder weniger erschlagen werde und
> nicht wirklich weiss, nach welchen Kriterien ich mich für eine
> Prozessorfamilie entscheiden soll.
Das wird dir am Ende niemahd abnehmen können, schon mal gar nicht, wenn 
keiner weriß, welche konkreten Anforderungen es gibt.

> Anwendungen wären ausschliesslich
> Leistungselektronik (diverse Resonanzwandler, Dual-active bridge,
> eigentlich alles von der einfachen Halbbrücke bis zu mehrphasigen
> Motorsteuerungen).
Kann man grundsätzlich alles auch ohne einen Prozessor machen.

> Leider habe ich von Mikroprozessoren im allgemeinen recht wenig Ahnung
> und nur mässig viel Programmiererfahrung.
Dann stütze dich vor allem auf Prozessorfamilien, deren Programmierung 
du schon kennst.

> nicht unbedingt ein ARM Cortex sein, ich hab mir aber sagen lassen ich
> solle mich mal damit befassen (gibt es für den Zweck besseres?).
Auch das ist ein riesiges Feld vom kleinsten M0 bis hoch zu M7 und 
weiter von A5 bis A7x. Die gibt es dann auch noch von endlichen 
Herstellern.
Da mußt du schon mal genauer darüber nachdenken, was du ganz konkret 
benötigst und dann schauen, ab welcher Größe der uC alle nötige hat.
Gruß Öletronika

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Ich schließe mich Ohmar an.
Schau Dich mal bei den Piccolos um. Die haben schnelle ADCs und 
hochauflösende mehrphasen PWMs. Die sind für sowas gemacht. Mit ihrer 
DSP Funktionalität sorgen sie auch für schnelle Regelkreise.

Gruß
Jobst

Autor: Sucher (Gast)
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Die Piccolo sehen wirklich recht interessant aus, die werde ich mir 
genauer ansehen.

U. M. schrieb:
> Auch das ist ein riesiges Feld vom kleinsten M0 bis hoch zu M7 und
> weiter von A5 bis A7x. Die gibt es dann auch noch von endlichen
> Herstellern.

Die ARM Cortex Ax sind für meinen Zweck sicher zu gross, die ARM Cortex 
M Reihe sieht eher passend aus. Hier scheint es aber bei gewissen Chips 
von ST (STM32F2xxx und STM32F4xxx Probleme zu geben (habe Sammlungen von 
Errata und Forendiskussionen im Internet gefunden). Die ARM CPUs an sich 
wurden mir halt von Kollegen nahe gelegt - gibts bei denen bekannte 
Versionen/Serien/Hersteller mit Problemen welche man besser meiden 
sollte?

MiWi schrieb:
> Sorry, wenn Du im allgemeinen recht wenig Ahnung  von Prozessoren hast
> und dann die Frage stellst, welcher Prozessor für ein Gebiet, in dem 0%
> Fehlertoleranz zulässig ist dann bist Du mM nach nicht der richtige für
> diese Auswahl.

Das kann ich nicht mal komplett abstreiten, ich soll aber auch kein 
Produkt entwickeln und habe Zeit genug mich reinzuarbeiten. Ich bin auch 
kein Elektrotechniker sondern als Physiker da reingerutscht (ich 
beschäftige mich hauptsächlich mit magnetischen Komponenten und deren HF 
Verlusten).

Vor meinen Studium habe ich erst mit einem uralt SAB80C537 programmieren 
gelernt und dann mit den AVRs ein paar Projekte gemacht. Für die 
Konverter die ich bis jetzt gebaut habe kam ein TMS320F... zum Einsatz 
(welcher genau weiss ich nicht mehr).

Für die nächsten Jahre kann ich mir was passendes suchen und ich dachte 
es wäre eventuell nicht verkehrt sich noch eine andere Familie anzusehen 
(man lernt ja was dabei). Ich möchte halt nicht in vermeidbare Probleme 
tappen (z.B eine Serie einsetzen die vor Bugs strotzt wie das oben 
genannte Microchip Gfrast) oder miese Entwicklungsumgebungen hat. Und 
natürlich suche ich Prozessoren die tendenziell für solche Anwendungen 
zurechtgeschnitten sind (also z.B. schnelle ADCs haben, viele und 
umfangreiche PWM Einheiten (z.B. high resolution PWM units, zusätzliche 
Einheiten um Totzeiten zu erzeugen,...) usw.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Sucher schrieb:
> Für die
> Konverter die ich bis jetzt gebaut habe kam ein TMS320F... zum Einsatz
> (welcher genau weiss ich nicht mehr).

Na bitte, dann hast Du ja schon Erfahrungen mit denen. TMS320F28069 ist 
ja ein Piccolo.

Sucher schrieb:
> SAB80C537

Du könntest Dich auch nochmal bei den 8051ern von SiliconLabs umschauen, 
wenn 8-bittig ausreicht.

Der Vorteil der ARMs ist es, dass sie aber im Gegensatz zum Piccolo 
wesentlich günstiger sind. Vielleicht findest Du etwas passendes bei NXP 
Automotive.

Gruß
Jobst

Autor: überlastet (Gast)
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Sucher schrieb:
> Kann mir hier jemand einen Tipp geben welche Prozessoren sich für
> Anwendungen in der Leistungselektronik besonders gut eignen würden bzw.

Für Leistungselektronik würde ich immer einen PentiumIV nehmen. Der hat 
allein schon mal über 100 Watt PMPO - da kann man nichts falsch machen!

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Sucher schrieb:
> Dementsprechend wäre ich vor allem an umfangreicher
> PWM Hardware und ADCs interessiert

überlastet schrieb:
> PentiumIV

Erfüllt die Kriterien nicht mal ansatzweise. :-p

Gruß
Jobst

Autor: Michael H. (Gast)
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Ich nehm für meine Promotion in der Leistungselektronik den NXP mke14f. 
Vorher hatte ich den mk22f. Dort ist der Adc aber vertauscht. 16bit adc 
ist bei genauerem Hinschauen ein 10 Bit adc...

Freescale ist allerdings das Datenblatt manchmal kryptisch.
Auf das Sdk würde ich verzichten, ganz schlecht dokumentiert,  und libs 
selber schreiben.

120 Mhz im Normalmodus bei ca 40mA Stromverbrauch gehen. Den high speed 
run mode würde ich verzichten, da sonst das eeprom nicht mehr geht...
Und Preislich ist er für das was er bietet, z. B. 3 Adcs,  eeprom, 
timer. mit ca. 3 Euro bezahlbar. Okay ein highres ist timer hat der 
nicht aber aber was solls. Braucht man aber meist auch nich...
Ihr Industriekunden bekommt sicher einen besseren Preis.

Bei den digital control haben sie den vogel abgeschlossen. Also. Die 
mkv4er hatte ich mir mal angeschaut. Der Adc dort kann zwar schnell 
sampeln aber hat nur ganz geringe auflösung. Ich würde von denen meine 
Finger lassen.

Die Piccolo wurden in Solarwechselrichtern eingesetzt. Z. B. Sma verbaut 
die. Ich habe die aber nie selbst programmiert. Jedenfalls laufen die 
meisten dann noch ohne rtos was bei Arm ja meistens genutzt wird. Texas 
hat meist auch bessere Adcs als Nxp drinnen.
Ist halt immer direkt Frage was man baut. Ein Solarwechselrichter kostet 
gut und terne mal 2000 Euro...  Die Piccolo kosten schnell mal mit 
periferie 15 euro, insbesondere wenn man einen alten nimmt. Da musste 
noch ein externes Flash mit drauf, wo die Konkurrenz leicht deinen asm 
code auslesen kann....
Wenn man jetzt Netzteile baut das 100 Euro kostet überlegt man 
nochmals...

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Michael H. schrieb:
> Die Piccolo kosten schnell mal mit
> periferie 15 euro, insbesondere wenn man einen alten nimmt.

?

> Da musste
> noch ein externes Flash mit drauf, wo die Konkurrenz leicht deinen asm
> code auslesen kann....

Die Piccolos haben alle internes Flash. Es mag TMS320 geben, die noch 
externes ROM brauchten. Die sind aber schon lange her und sind auch 
keine Piccolos.

Gruß
Jobst

Autor: Dr. Sommer (Gast)
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Sucher schrieb:
> Hier scheint es aber bei gewissen Chips von ST (STM32F2xxx und
> STM32F4xxx Probleme zu geben (habe Sammlungen von Errata und
> Forendiskussionen im Internet gefunden).

Errata haben alle Controller... Die STM32 sind lediglich sehr beliebt, 
deswegen findest du dazu so viele Diskussionen. Der Vorteil ist eben, 
dass du da bei vielen Problemen eine Antwort bekommen kannst. Schau da 
lieber ob dir die PWM (16Bit, viele Kanäle, auch 3 Phasen PWM mit 
Komplementär Ausgängen und Totzeit möglich) ADC (12Bit, mehrere Msps) 
Funktionalität zusagt... in Sachen Rechenleistung sind die unter den 
Cortex-M vorne dabei.

Autor: m.n. (Gast)
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Nur, um zu erwähnen, daß es auch noch andere Anbieter gibt, werfe ich 
den RX63T von Renesas in die Runde. Die T-Typen sind speziell für 
Pulserzeugung (Antriebe, Umformer) vorgesehen. Die Pinbelegung ist 
gegenüber ARM-µCs deutlich anwendungsfreundlicher. Beispielsweise steht 
für jede Interruptquelle zumeist ein separater Vektor zur Verfügung; die 
DMA-Controller sind ebenfalls eleganter: arbeiten vorwärts und rückwärts 
mit einstellbarem In-/Dekrement ...
https://www.renesas.com/en-eu/products/microcontro...

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