Hallo Forum Wenn man ein PWM-Ausgangssignal hat, dann schaltet man im einfachen Fall eine Drossel in Serie mit der Last, um die Spannung an der Last zu glätten. Im besseren Fall könnte man ein LC-Filter anschalten. Nun habe ich aber eine KonstantSTROMquelle, die mittels PWM ein 40kHz getaktetes Signal (schaltet zwischen +Vs und -Vs) ausgibt und über einen Regelkreis das PWM Verhältnis so ausregelt, dass ein bestimmter Strom (im Mittel) fließt. Gibt es hierzu Möglichkeiten, den Strom mit LC-Filtern weiter zu glätten? Merke: Eine KonstantSTROMquelle würde im "einfachen Fall" einen Kondensator laden, bis dieser explodiert (oder der Konstantstromquelle die Spannung ausgeht). Grüße FireHeart
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Verschoben durch Moderator
Moin, Wenn du bei einer Konstantspannungsquelle so vorgehst: Fire H. schrieb: > eine Drossel in Serie mit der Last, Dann wuerde ich bei einer Konstantstromquelle halt analog dazu: einen Kondensator parallel zur Last schalten. Bzw. bei LC-Filtern eben ein Filter, was mit einem Parallel-Kondensator "losgeht" Gruss WK
Fire H. schrieb: > Wenn man ein PWM-Ausgangssignal hat, dann schaltet man im einfachen Fall > eine Drossel in Serie mit der Last, um die Spannung an der Last zu > glätten. mit einer Drossel glättet man nur den Strom. Eine Glättung der Spannung ergibt sich nur aufgrund der U/I-Charakteristik der Last. Mit einem Kondensator parallel zur Last verbesset sich die Charakteristik in Richtung einer konstanten Spannung. Eine Stromquelle benötigt nur eine Drossel. Für eine weitere Verbesserung brauchst du ein Filter höherer Ordnung
Dergute W. schrieb: > bei LC-Filtern eben ein Filter, was mit einem Parallel-Kondensator > "losgeht" ein Kondensator parallel zu einem PWM-Ausgang ist kein guter Anfang
Moin, R. L. schrieb: > ein Kondensator parallel zu einem PWM-Ausgang ist kein guter Anfang Doch, natuerlich. Wenn dieser PWM-Ausgang eine Konstantstromquellencharakteristik hat schon. Gruss WK
Dergute W. schrieb: > Wenn dieser PWM-Ausgang eine > Konstantstromquellencharakteristik hat davon bin ich aufgrund dieser Abgabe nicht ausgegangen: Fire H. schrieb: > ein 40kHz > getaktetes Signal (schaltet zwischen +Vs und -Vs) ausgibt
Moin, R. L. schrieb: > davon bin ich aufgrund dieser Abgabe nicht ausgegangen: > > Fire H. schrieb: >> ein 40kHz >> getaktetes Signal (schaltet zwischen +Vs und -Vs) ausgibt ich dagegen aufgrund dieser Angabe schon: Fire H. schrieb: > Nun habe ich aber eine KonstantSTROMquelle, die mittels PWM ein 40kHz > getaktetes Signal (schaltet zwischen +Vs und -Vs) ausgibt Gruss WK
>ich dagegen aufgrund dieser Angabe schon:
Stimmt in der Tat. Das Ding verwendet einen LMD18200 als Controller. Der
hat eine MOSFET H-Brücke drin und schaltet zwischen V+ und V-. Im
"Ruhezustand" schickt er ein symmetrisches Signal raus.
Wenn man einen Widerstand anschließt, dann heizt der auch bei Signal
Null volle Kanne, weil er ja beide Male V²/R an Leistung umsetzt.
Das gesamte Gerät wurde zur Steuerung von Magnetspulen entwickelt,
braucht also eine große Induktivität am Ausgang. Ein (langsamerer)
Stromregler stellt dann die PWM so ein, dass im Mittel ein bestimmter
Strom durch die Lastspule fließt (und diese somit eine bestimmte
magnetische Kraft auf einen Aktuator ausübt).
Die Spule selbst ist bei einem Kunden in Argentinien verbaut und mein
Steuergerät gehört prinzipiell nicht zu dieser Spule, weshalb ich nicht
weiß, ob das dann auch wirklich funktioniert. Das Originalsteuersystem
war analog geregelt, hatte also keine Pulse im System. Somit entstanden
auch keine Spannungsspitzen an der Spule beim Umschalten der
Transistoren. Das würde mit dem neuen Steuergerät schon passieren und
daher stellt sich mir die Frage, ob und wie man zusätzlich filtern kann,
dass am Ende doch wieder ein "sauberer" Strom durch die Aktuatorspule
fließen kann.
Moin, Ahh, sehr gut. Mit der 2. Salamischeibe schon komplette Problemaenderung. Das wird bestimmt lustig. scnr, WK
Fire H. schrieb: > und über einen > Regelkreis das PWM Verhältnis so ausregelt, Es ist die Aufgabe genau dieses Regelkreises, daß er nach gründlicher Auslegung nach allen Künsten der Regelungstechnik in der Lage ist, ein hinreichend genaues Ausgangsignal zu liefern, egal wie er gesteuert wird, ob per Potentiometer oder per PWM-Signal. Und nur da sollte man den Hebel ansetzen. Im gewünschten Fall sei das Ausgangssignal dieser Kontantstrom. Regelungstechnik ist eine spezielle Vertiefungsrichtung der Elektrotechnik und es gibt Experten, die sich damit genügend gut auskennen. Dann hinterher noch irgendwie zu Glätten durch ein Anhängsel halte ich für den falschen Ansatz. Fire H. schrieb: > Das Ding verwendet einen LMD18200 Fire H. schrieb: > Das gesamte Gerät wurde zur Steuerung von Magnetspulen entwickelt, Fire H. schrieb: > Die Spule selbst ist bei einem Kunden in Argentinien verbaut OK, gut, daß später mehr zu Lesen war, als zu Beginn. Dergute W. schrieb: > Ahh, sehr gut. Mit der 2. Salamischeibe schon komplette > Problemaenderung. Das wird bestimmt lustig. Ich bin auch sehr gespannt. ________________ Fire H. schrieb: > Ein (langsamerer) > Stromregler stellt dann die PWM so ein, dass im Mittel ein bestimmter > Strom durch die Lastspule fließt In diesem Satz ist also von PWM durch die berühmte argentinische Spule die Rede. Fire H. schrieb: > Das Originalsteuersystem > war analog geregelt, hatte also keine Pulse im System. Früher wurde ohne PWM einfach ein konstanter aber variabler Strom durch die Spule gegeben? Und weshalb macht Ihr das im fernen Deutschland jetzt plötzlich anders, ohne zu wissen oder abschätzen zu können, ob das am anderen Ende der Welt trotzdem noch geht? Also ich habe reines Textverständnis geübt, vielleicht ist auch alles ganz anders gemeint. mfg
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Bearbeitet durch User
Fire H. schrieb: > Nun habe ich aber eine KonstantSTROMquelle, die mittels PWM ein 40kHz > getaktetes Signal (schaltet zwischen +Vs und -Vs) ausgibt und über einen > Regelkreis das PWM Verhältnis so ausregelt, dass ein bestimmter Strom > (im Mittel) fließt. > > Gibt es hierzu Möglichkeiten, den Strom mit LC-Filtern weiter zu > glätten? Du mußt nur das LC - Filter entsprechend anpassen. Ich würde dies mal mit LTspice simulieren. Das ist einfacher und billiger als es zu probieren. mfg Klaus
Fire H. schrieb: > Das Originalsteuersystem war analog geregelt, hatte also keine Pulse im > System. Somit entstanden auch keine Spannungsspitzen an der Spule beim > Umschalten der Transistoren. Wenn an der Spule Spannungsspitzen entstehen, versucht irgend jemand den Strom plötzlich zu ändern. Von einer Konstantstromquelle erwarten man etwas anderes.
Fire H. schrieb: > Gibt es hierzu Möglichkeiten, den Strom mit LC-Filtern weiter zu > glätten? Den Strom brauchst Du nicht zu glätten, das macht die Magnetspule. Man muss den Strom mit einem Shunt erfassen und das Signal passend tiefpassfiltern.
Wo ist das Problem? Die maximale Spannung dürfte ja bekannt sein. (V+ -
V-). Dann ist es durch die Vollbrücke ein differentieller Ausgang, also
einfach einen differentiellen LC Filter auslegen.
--L-------
| |
C Load
| |
--L-------
C muss die maximale Spannung und Ripple durch die 40kHz abkönnen, L darf
nicht durch den Maximalstrom sättigen und der Phasengang des Filters
sollte die Regelung nicht instabil werden lassen. Bzw muss der Regler
mit einer stromabhängigen Induktivität klarkommen. Aber bei
Konstantstrom ist der Regler vermutlich eher unempfindlich, bzw ist
einfacher umzusetzen als bei einer AC-Quelle
Angehängte Dateien:
-
Driver_L.jpg
220 KB -
Driver_R.jpg
230 KB -
Driver_Old.png
37 KB
Hallo Forum Ich hab jetzt nochmal ein paar Oszillogramme fotographiert, um die Sache etwas fundierter zu erläutern: Im Bild "Driver_Old" ist das Schaltbild der alten Steuerung zu sehen. Es handelt sich um eine lineare Stromquelle. Wir würden diese Steuerung gerne wiederverwenden, aber die Dinger wurden vor 30 Jahren zuletzt gebaut und wir wollen uns hier jetzt keine Neuentwicklung einer alten Elektronikschaltung leisten. Es ist zudem so, dass diese Art von Hydraulikventilen (jetzt ist es raus ... es handelt sich um Tauchspulen-Hydraulikventile) auch seit 30 Jahren nicht mehr gibt, weshalb der Markt auch keine Ansteuergeräte mehr anbietet. Ein Konkurrent der damaligen Ventile bietet heute noch einen "Wunderwuzzi" als Ansteuergerät an, der so irgendwie alle alten Ventilmodelle mehr oder weniger gut abdecken können soll. Weil die Zeit natürlich nicht stehen geblieben ist, wird dieses Ansteuergerät nicht mehr in linearer Schaltungstechnik angeboten, sondern eben mit einem LDM18200 als PWM Controller. Wie man nun im Bild "Driver_R" sieht, gibt dieser Controller ein PWM Signal je nach Ansteuersignal aus und die Spannung an einem 100 Ohm Widerstand sieht sehr vertraut nach PWM aus. Wie man im Bild "Driver_L" sieht, schaut die Spannung an einer Spule (ich habe einen Netztrafo verwendet, weil das Ventil ja in Argentinien verbaut ist) etwas anders aus. Ich hatte mich zunächst gewundert, dass das Pulsverhältnis, wenn an einer Spule betrieben, immer etwa 50% bleibt, egal wie das Ansteuersignal ist. Nach etwas Nachdenken wurde mir klar, dass das Integral der Spannung über einen Zyklus ja der Änderung des mittleren Stromes in der Spule entspricht. Es ist also so, dass der Regelkreis des Controllers zunächst mit asymmetrischen PWM Signalen den Strom in der Spule hochtreibt, dann aber symmetrisch werden muss, damit der Strom konstant bleibt. Als ich auf den zweiten Eingang des Oszilloskops dann den Strom auch anzeigte, war dies auch so erkennbar. Ich muss allerdings hinzufügen, dass ich nur einen 0.1Ohm Widerstand als Shunt gefunden hab, das "Stromsignal" also entsprechend schwach und verrauscht war und für das Oszillogramm musste ich das Signal noch R-C filtern, weil durch die Schaltspitzen extreme Störsignale eingekoppelt wurden.
Dergute W. schrieb: > Ahh, sehr gut. Mit der 2. Salamischeibe schon komplette > Problemaenderung. Das wird bestimmt lustig. > Also komplette Problemänderung würde ich jetzt nicht unterschreiben wollen. Im Startpost stand: >Nun habe ich aber eine KonstantSTROMquelle, die mittels PWM ein 40kHz >getaktetes Signal (schaltet zwischen +Vs und -Vs) ausgibt und über einen >Regelkreis das PWM Verhältnis so ausregelt, dass ein bestimmter Strom >(im Mittel) fließt.
Hallo Forum
Abseits von Details in dieser Angelegenheit, frage ich mich natürlich,
wie man grundsätzlich die Schaltungen umzeichnet, wenn man mit
STROMquellen anstelle von SPANNUNGSquellen zu tun hat.
Wenn ich das SPANNUNGS-Signal einer getakteten Spannungsquelle filtern
will, mache ich das:
1.Ordnung
In o-----R---o----o Out
|
C
|
GND o---------o----o GND
2.Ordnung
In o-----L---o----o Out
|
C
|
GND o---------o----o GND
Wenn ich das STROM-Signal einer getakteten Stromquelle filtern will (und
ich meine jetzt eine echte Stromquelle, nicht eine überlagerte
Stromregelung eines Spannungsausgangs).... wie sieht das dann aus?
So etwa?
o---------o----L--o Out
| |
(SQ) R
| |
o---------o-------o GND
o---------o----L--o Out
| |
(SQ) C
| |
o---------o-------o GND
Grüße
FireHeart
Fire H. schrieb: > Wenn ich das STROM-Signal einer getakteten Stromquelle filtern will .. > So etwa? Nein. Spannung liegt an, Strom fließt. Die L/C Schaltung bleibt gleich. Die Spule hält den Strom konstant. Der Kondensator hält die Spannung konstant. Konstante Spannung führt bei dieser Last ebenfalls zu konstantem Strom.
Moin, Fire H. schrieb: > und wir wollen uns hier jetzt keine Neuentwicklung einer alten > Elektronikschaltung leisten. > Es ist zudem so, dass diese Art von Hydraulikventilen (jetzt ist es raus > ... es handelt sich um Tauchspulen-Hydraulikventile) auch seit 30 Jahren > nicht mehr gibt, weshalb der Markt auch keine Ansteuergeräte mehr > anbietet. > > Ein Konkurrent der damaligen Ventile bietet heute noch einen > "Wunderwuzzi" als Ansteuergerät an, der so irgendwie alle alten > Ventilmodelle mehr oder weniger gut abdecken können soll. Weil die Zeit > natürlich nicht stehen geblieben ist, wird dieses Ansteuergerät nicht > mehr in linearer Schaltungstechnik angeboten, sondern eben mit einem > LDM18200 als PWM Controller. Ja. Soweit so gut. Aber was willst du jetzt erreichen? Das liest sich fuer mich so, als wolltest du doch irgendwie was mit dem LDM18200 selbst entwickeln, scheiterst aber schon an Grundlagen. Der ist naemlich keine Konstantstromquelle. Der hat aber einen Extraausgang, an dem man man bei entsprechender Beschaltung den Strom rausfinden kann, der gerade durch die Bruecke in die Last fliesst. Aber das Ding ist keine Konstantstromquelle. Daher sollte man auch keine Filter anschliessen, die fuer Konstantstromquellen geeignet waeren. Nochdazu wirds wohl so sein, dass sich die Induktivitaet von so einem Ventil wahrscheinlich recht stark aendert, jenachdem in welcher Position es steht. Aehnlich wie bei einem Relais, was auch wenn's angezogen ist, deutlich groessere Spuleninduktivitaet hat als wenn's abefallen ist. Was ein weiterer, grosser Spassfaktor bei einer Stromregelung oder einer Bemessung von evtl. zusaetzlichen LC-Filterkomponenten sein wird. Gruss WK
Fire H. schrieb: > Ein Konkurrent der damaligen Ventile bietet heute noch einen > "Wunderwuzzi" als Ansteuergerät an, der so irgendwie alle alten > Ventilmodelle mehr oder weniger gut abdecken können soll. kauf das, sonst wird das nichts
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