Hallo zusammen, als "Anfänger" würde ich hier gerne ein paar Tipps zur Implementierung folgender Aufgabe erhalten. Aufgabe: Induktive Lasten mit ca. 15-20mH und 200..700 Ohm Serienwiderstand (Zeitkonstante ca.25µs) sollen Bipolar angesteuert werden können. Dabei sollen beliebige Stromprofile (gesteuert, nicht geregelt) abgefahren werden können. dt: 1ms dY: 8bit U = 24V Die Ströme bleiben also unter einem Ampere, sind also überschaubar. Lösungsideen/Stand Die Ströme sind zwar nicht hoch, bei 24V kommt aber doch eine Menge abwärme zusammen, sodass eine lineare Endstufe nicht in Frage kommt - auch aus Footprintgründen, entwärmung etc. Das ganze muss je kanal mit <4x4cm für die Endstufen/Treiber auskommen. Also wird es wohl eine Vollbrücke / H-Brücke werden. Wenn ich richtig rechne benötige ich für 1ms update interval und eine Auflösung von 8 Bit 1e-3s/256 -> ca 3.9µs Daraus würde ich als Anforderung ableiten: Wenn ich auch 1..5 LSB bei der PWM vernünftig darstellen will sollte die Schaltzeit der Brücke <500ns...1µs sein. Wenn ich auf die Genauigkeit der kleinen PWM-Stufen im Speziellen und generell der PMW-Linearität keinen besonders großen Wert lege könnte ich mit Schaltzeiten im Bereich von 1..1.5µs leben? (dafür habe ich eine Lösung mit N/PMOS Brücke die mir aber nicht gefällt.) Fragen: Wie beurteilt ihr den Lösungsansatz? Gibt es dafür geeignte vollintegrierte Brücken? Besonders viel Strom ist es ja nicht? Falls diskret, welchen Mosfet-Treiber würdet ihr verwenden? Kennt jemand zufällig Treiber die eine Brücke aus P/NMOS treiben können? Also Highside mit PMOS Grüße und Merci
Newbie schrieb: > Dabei > sollen beliebige Stromprofile (gesteuert, nicht geregelt) abgefahren > werden können. Ich würde eine H-Brücke mit integriertem Stromchopper nehmen, wie sie gerne für Schrittmotore eingesetzt wird. Da gibts z.B. den A4950. Der schafft so 3A und 40V. Wenn Strom fließen soll, wird die Brücke dauerhaft eingeschaltet und der Strom über die Spannung am Vref eingestellt. Da musst du dann "nur" alle Millisekunde die Spannung neu einstellen. MfG Klaus
Servus, erst Nachdenken dann rechnen. Stichwort: Wirbelstromverluste, Stromsättigung usw. Schaltzeiten gibt man in in Herz an! 1mhz als Ziel? Echt sportlich. Vergiss es. Mach eine Annahme und arbeite mit 100khz. Hier ein paar Treiber: L6202 (DIP) 100khz, DRV8870 200khz. Dedizierte Treiber: https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber
imperator schrieb: > Hier ein paar Treiber: L6202 (DIP) 100khz, DRV8870 200khz. > Dedizierte Treiber: https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber Hab mal reingschaut -> der DRV ist ja an sich das was ich suche, aber hat dann laut DB auch 1µs Propagation Delay + 200ns Dead Time -> bin ich dann auch schon bei 1.5µs für einen Zustandswechsel. und pro PWM-Periode brauche ich ja zwei -> damit wäre bei z.B. 40kHz Schaltfrequenz der minimale dutycycle schon 12%... Gemessene Zeitkonstate der Induktivität am Fgen mit 5V Rechteck -> 120µs
Newbie schrieb: > Wie beurteilt ihr den Lösungsansatz? Das kannst Du nur selbst. Wenn es die eierlegende Wollmilchsau werden soll, passt es vielleicht. Wenn es eine spezifische Anwendung gibt, kann man auch viel mit Software machen. Die Ansteuerung entsprechend der Anstiegstzeit also "verbiegen". Langsame Schaltzeiten stören dann nicht mehr so. Da Deine Last schon mit mehreren 10 % toleriert ist (Worst case Zeitkonstanten noch viel mehr!), wozu brauchst Du dann 8 bit Auflösung wenn Du nur vorsteuerst und nicht regelst? Du müsstest sowieso einmal messen vor der Ansteuerung. Dann kann man auch gleich die Nichtlinearität der Endstufe berücksichtigen. Derartiges habe ich auch schon mit großen Opamps realisiert gesehen (Hybride, 1A, 10 MHz, "etwas" mehr Spannung)
Newbie schrieb: > Induktive Lasten mit ca. 15-20mH und 200..700 Ohm Serienwiderstand > (Zeitkonstante ca.25µs) sollen Bipolar angesteuert werden können. Dabei > sollen beliebige Stromprofile (gesteuert, nicht geregelt) abgefahren > werden können. > > dt: 1ms > dY: 8bit > U = 24V 200 Ohm Serienwiderstand bedeuten im worst case (bei 12V Ausgangsspannung) eine Verlustleistung von 0,7W bei einem linearen Treiber. Denn der Strom ist nicht nur "ein bisschen" unter 1A sondern weit unter 1A. Oder habe ich deine Angabe falsch interpretiert? Wenn die 700 Ohm Serienwiderstand zum Tragen kommen sind es tatsächlich nur 200mW. Klar kann man so was noch mit linearen Treibern machen - also (Leistungs)-OPVs. Das wirst du einfacher in den Griff bekommen als die von dir angedachte MHz-Brücke. Was genau meinst du mit der Aussage, dass das Stromprofil gesteuert und nicht geregelt sein soll? Wenn du den Strom aus einer Stromquelle vorgibst, dann ist der Strom geregelt. Wenn du ein Spannungsprofil vorgibst, dann ist die Spannung geregelt - und der Strom stellt sich nach Spannungssprüngen mit der Zeitkonstante der Last neu ein.
imperator schrieb: > 1mhz als Ziel? Echt sportlich. Ich kann das mit einem Schalter. Und zwischendurch wird mir langweilig... Newbie schrieb: > Also wird es wohl eine Vollbrücke / H-Brücke werden. Musst du den Strom durch diese Spule umpolen können? Das wäre der wichtigste Grund, warum da eine Vollbrücke nötig sein sollte. Der Andere wäre, wenn du maximale Dynamik in dem erzeugten Stromprofil brauchst. Sonst reicht eine simple PWM mit einem Mosfet aus.
Achim S. schrieb: > Was genau meinst du mit der Aussage, dass das Stromprofil gesteuert und > nicht geregelt sein soll? Wenn du den Strom aus einer Stromquelle > vorgibst, dann ist der Strom geregelt. Wenn du ein Spannungsprofil > vorgibst, dann ist die Spannung geregelt - und der Strom stellt sich > nach Spannungssprüngen mit der Zeitkonstante der Last neu ein. Steuern heißt Open Loop. Regeln heißt closed loop. Ich gebe das tastverhältnis vor - der Rest ist im Rahmen der Bauteiltoleranzen eben abweichend. Die sind aber nicht besoders hoch. Es handelt sich bei dem Oben angegebenen Wertebereich um verschiedene Bauteile. Lothar M. schrieb: > imperator schrieb: > 1mhz als Ziel? Echt sportlich. > > Ich kann das mit einem Schalter. Und zwischendurch wird mir > langweilig... > > Newbie schrieb: > Also wird es wohl eine Vollbrücke / H-Brücke werden. > > Musst du den Strom durch diese Spule umpolen können? > Das wäre der wichtigste Grund, warum da eine Vollbrücke nötig sein > sollte. > Der Andere wäre, wenn du maximale Dynamik in dem erzeugten Stromprofil > brauchst. Sonst reicht eine simple PWM mit einem Mosfet aus. Genau. Die Spule wird auch umgepolt. Es handelt sich um magnetische Mikroaktuatoren. Wenn ich das anlog machen wollen würde müsste ich ja den Zeitverlauf des analogwertes erst erzeugen. Dafür brauche ich dannn einen DAC pro Kanal -> mit PWm würde die Frequenz ja noch deutlich höher damit ich das noch halbwegs gefiltert bekomme und trotzdem Auf 1kHz Bandbreite komme. Die 24 Volt bipolarer Output macht auch nicht jeder opamp mit. Kenne auf Anhieb keinen der >36v kann.
Newbie schrieb: > Ich gebe das tastverhältnis vor - der Rest ist im Rahmen der > Bauteiltoleranzen eben abweichend. Du fährst also keine Stromprofile sondern Tastgradprofile. Damit wäre eine einfaches Spannungsprofil mittels OPV mindestens gleichwertig, oder? Newbie schrieb: > Wenn ich das anlog machen wollen würde müsste ich ja den Zeitverlauf des > analogwertes erst erzeugen. Dafür brauche ich dannn einen DAC pro Kanal > -> mit PWm würde die Frequenz ja noch deutlich höher damit ich das noch > halbwegs gefiltert bekomme und trotzdem > Auf 1kHz Bandbreite komme. Die 24 Volt bipolarer Output macht auch nicht > jeder opamp mit. Kenne auf Anhieb keinen der >36v kann. Was die benötigten DACs angeht: anbei eine Auswahl von 1400 verschiedenen DACs, die alle 8 oder mehr Kanäle und 8 bis 16 Bit Auflösung haben. Such dir den aus, der für deine Kanalzahl und deine Ansteuermöglichkeiten am besten passt: https://www.digikey.de/products/de/integrated-circuits-ics/data-acquisition-digital-to-analog-converters-dac/701?k=dac&k=&pkeyword=dac&pv153=2&pv153=3&pv153=4&pv153=85&pv153=6&pv153=10&pv153=5&sf=1&FV=ffe002bd%2C1ed4000a%2C1ed4000b%2C1ed4000c%2C1ed4000d%2C1ed40007%2C1ed40008%2C1ed40009&quantity=&ColumnSort=0&page=1&pageSize=25 Was den OPV angeht: nimm meinetwegen den OPA547. Jede deiner Anforderungen (Bandbreite, Versorgungsbereich, Verlustleistung, ...) sind für den keinerlei Problem. Einziger Nachteil: wenn du an der Last wirlich 24V sehen willst braucht er eine Versorgung von ca. 26V. Deine Vollbrücke käme näher an die Versorgung ran.
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