Hallo! Ich entwickle ein Netzteil mit 40V-60V/55A. Zur realisierung eines elektronischen Ausgleichswiderstandes möchte ich die Spannung mit 2mV/Bit im DSP haben. Doch mit dem 12-Bit ADC kann ich nur 17mV/Bit Auflösen (Wenn Vollausschlag 70V bedeuted). Der Leistungsteil funktioniert großteils, jedoch mit der groben Auflösung. Ich habe zwar eine Idee um das Problem zu Lösen, doch ziemlich umständlich. Wer hatte schon ähnlichs Problem, bzw kennt eine einfache Lösung? (Dazu zählt ein exteren ADC nicht, Oversampling kommt nicht in Frage) Grüße, Sepp
Ich denke das ist mit einem 12Bit ADC nicht zu machen. Selbst wenn du nicht den vollen Spannungsbereich von 0-70V sondern nur von z.B. 40-60V brauchs und die Eingangsspannung des ADC entsprechend modifizierst, sind 20V Differenz und 12bit immer noch ca 4mV/Bit. Außer vielleicht, du würdest noch zusätzlich mit Bereichsumschaltung arbeiten. Wozu benötigst du eigentlich eine Auflösung von 2mV?
Dein Problem ist noch etwas unklar. Warum willst du 70V mit 2mV auflösen? Das sind 15 Bit.
Dann muss du halt einen umschaltbaren Subtraierer vor dem ADC schalten. Der muss dann halt einen Umschaltbaren Betrag Analog von deiner Spannung abziehen um in den Messbereich des ADCs zu kommen. Ist allerdings aufwendig und nicht genau.
>Dein Problem ist noch etwas unklar. Warum willst du 70V mit 2mV >auflösen? Das sind 15 Bit. Keine 15-Bit, eigentlich will ich nur die momentane Ausgangsspannung mit 2mV/Bit Auflösen. Also wenn dann ein Messfenster von ~8V herauskommt stört das auch nicht. >Wozu benötigst du eigentlich eine Auflösung von 2mV? Um den elektronischen Ausgleichswiderstand im DSP zu programmieren, vereinfacht gesagt, die Spannung soll mit 12mV/A abfallen. Das seztz eine entsprechend aufgelöste messung voraus. Vl sinds braucht ich auch nur 3mV oder 4mV Auflösung, doch Tatsache ist, dass ein gewöhnliches Runterteilen und ADC Messen nicht ausreicht. >Dann muss du halt einen umschaltbaren Subtraierer vor dem ADC schalten. >Der muss dann halt einen Umschaltbaren Betrag Analog von deiner Spannung >abziehen um in den Messbereich des ADCs zu kommen. Ja, das ist die Lösung auf die ich auch gekommen bin, umständlich und ungenau, wie do selbst sagst... >Außer vielleicht, du würdest noch zusätzlich mit Bereichsumschaltung >arbeiten. Wie genau meinst du das? Grüße Sepp
Im besten Fall müßtest du also 40-60V auflösen. Jetz nur theoretisch : selbst wenn du 40V als Masse des Wandlers benutzt mußt du einen Bereich von 20V abdecken. 20V / 4096 = 4.88mV pro Bit. Besser geht nicht.
> Nuetzt dir nix. Ist wie Bereichsumschaltung.
schon klar ich wollte ihm nur einne Suchbegriff zurufen amit er nen
bischen googlen kann.
Es gibt eventuel noch ne Möglichkeit. Kommt aber drauf an warum du
überhaupt sowas brauchst.
Man könnte mit 2 AD-Wandlern oder eventuell einem Mux einmal DC Messen
mit 17mV pro bit. Und danach z.B. die Spannungsschwankungen (
Restwelligkeit usw. ) als AC messen, indem man das AC Signal mit einem
Koppelkondensator auskoppelt auf eine Virtuelle Masse legt und die
Referenzspannung verringert.
> indem man das AC Signal mit einem > Koppelkondensator auskoppelt auf eine Virtuelle Masse legt und die > Referenzspannung verringert. Und wie soll das ganze bei dynamischen Lastwechsel funktioneren? Die dynamik würde massiv durch den Koppelkondesator beieinflußt werden, bzw hat man ein Zusätzliches Glied in der Strecke. So wird das eher nichts... Es muss ein DC-Messung sein. >> Nuetzt dir nix. Ist wie Bereichsumschaltung. >schon klar ich wollte ihm nur einne Suchbegriff zurufen amit er nen >bischen googlen kann. Ja, das ist wie die Subtrahierer Lösung. Eine weitere genau Referenzierte Spannung braucht man auch. Grüße, Sepp
Ich finde es ja immer wieder sehr faszinierend wie bei einigen Anwendungen die Grenzen gesetzt sind. Irgendwie fällt mir so auf Anhieb keine Anwendung an, bei der es fundamentale Unterschiede zwischen 40.000V und 40.005V gibt. In welcher Anwendung soll das eine Rolle spielen?
>bei der es fundamentale Unterschiede zwischen >40.000V und 40.005V gibt. In welcher Anwendung soll das eine Rolle >spielen? Wurde bereits beantwortet: >>Wozu benötigst du eigentlich eine Auflösung von 2mV? >Um den elektronischen Ausgleichswiderstand im DSP zu programmieren, >vereinfacht gesagt, die Spannung soll mit 12mV/A abfallen. Das setzt >eine entsprechend aufgelöste Messung voraus. Das bedeuted nicht, dass die Spannung auch präzise am Ausgang anliegt. .
Mach dir vier Fenster, die im 5V Raster messen. Also vier subtrahierer die ab 50,55,... V einen Messbereich von 5V auflösen. Warum sollte das ungenau sein, je nachdem was du für Komponenten verwendest. Wenn du sowas extravagantes haben willst darfst du schaltungstechnisch keinen Aufwand scheuen. Ingo
>Ich entwickle ein Netzteil mit 40V-60V/55A.
Darf man die Topologie erfahren?
>Also vier subtrahierer >die ab 50,55,... V einen Messbereich von 5V auflösen. Warum sollte das >ungenau sein, je nachdem was du für Komponenten verwendest. Wenn du >sowas extravagantes haben willst darfst du schaltungstechnisch keinen >Aufwand scheuen. Vier Subtrahierer? Da kann man ja gleich die Variante mit einem Subtrahierer und variablen Fenster nehmen... >Ich entwickle ein Netzteil mit 40V-60V/55A. >Darf man die Topologie erfahren? Ja, nichts aufregendes. Eine gebrückte PFC gefolgt von einem Vollbrückenwandler, geregelt mit DSP. Das ist eher ein Low-Cost Gerät, mit mittelmäßigem Wirkusgrad von ~90% (Peak 92%) und eher geringer Leistungsdichte. Also standard Kerne, billigste PFC Drosseln, keine exotischen Fets, bedrahtete Halbleiter, das einzige teure sind zwei SiC-Dioden. Da es all mögliche Betriebsmodi gibt, spart der DSP massiv an kosten (kein OPV Friedhof). Von der Hardware also eher ein "Appnote Nachbau". Wie es aussieht gibts keinen (oder hier kennt ihn niemand) "Referenztrick " um die Messauflösung zu erhöhen... Grüße, Sepp
Sepp schrieb: > Wie es aussieht gibts keinen (oder hier kennt ihn niemand) > "Referenztrick " um die Messauflösung zu erhöhen... Der Referenztrick den es gibt wurde damals fuer die 80C535 Serie schon mal angewendet. Da wurde die Referenz umgeschaltet vom ADC um somit aus dem 8Bit Wandler 10Bit herauszuholen. Das ist bei dir aber nicht anwendbar. Dann nuesste dein ADC bei deinen 60V arbeiten. Und das andere mit Oversampling und Jitter einspeissung willst du ja nicht.
>Und das andere mit Oversampling und Jitter einspeissung willst du ja >nicht.
Nicht wollen, es geht nicht. Ich habe 90kHz Updaterate. Da kann ich
nicht noch 64x Oversampeln. Selbst wenn es der ADC könnte, packt den
Datenstrom der DSP nicht...
Hi Sepp! Das Problem ist sehr verbreitet bei Stromversrogungen mit Droop-Sharing. >Wie es aussieht gibts keinen (oder hier kennt ihn >niemand) "Referenztrick " um die Messauflösung zu erhöhen... Es kann wohl niemand technische Tatsachen umgehen, die Maßnahme muss einfach in der Analogen Welt erfolgen. Die einfachste Lösung wurde schon genannt, mit einem Analogen Subtrhierer arbeiten. Damit kann mann sozusagen ein Fenster schieben, mit dem die Ausgangsspannung gemessen wird und das dem ADC zuführen. >40V als Masse des Wandlers benutzt mußt du einen Bereich >von 20V abdecken. 20V / 4096 = 4.88mV pro Bit. Besser geht nicht. Das stimmt nicht ganz, mit EINEM Subtrhierer kann man natürlich auch "Zoomen", also eine Spannung Abziehen und gleichzeitig Verstärken um die Auflösung zu erhöhen. In meinen Geräten habe ich da Zoomfaktor von 1,6 und extwas mehr. Das braucht man, denn ich hatte nur 10-Bit/3.3V im ADC. Du hast wenigestens 12-Bit, also brauchst du gar nicht zoomen, nur schieben. Wichtig ist es, trotdem einen GND referenzierten Teil mit eigenem ADC Kanal zu haben. Denn bei harten Lastsprüngen, kann die Spannung aus dem Fenster laufen, was zum Regelverlust führt. Da muss man dann dynmaisch auf den groben Messeingang schalten und regeln. Auch zur Fehlerbehandlung ist das hilfreich, man hat zwei Spannungen und kann einen Plausibilitätstest machen. Keinesfalls alles von einer Referenzspannung ableiten, sonst bekommst du es nicht mit wenn die Spannung steigt bis es die Gleichrichter wegknallt. Dieses Fensterschieben muss kalibriert werden. Ohne Kalibrierung konnte mein Wandler auch hochfahren, es wurde nur mit dem groben Teiler geregelt und eine Statusmeldung/LED wurde abgesetzt.... Das ganze ist nicht ungenau und auch nicht wirklich Aufwendig, weil es anders nicht geht;) Es gibt OP-Amps mit etwas weniger Offset (für andere Elektronikbereiche sind es ja immer noch gröbste, verrauschte Spannung) ja man braucht ja nicht mal einen super präzisen. Andererseits muss man bei so einer Messung sowieso Kalibrieren, den es kommen ja noch Offsets durch die ADC Referenz und die Vergleichspannung für den Subtrahierer hinzu (sollten die gleichen sein). Problematisch ist die Bildung der Vergleichsspannung des Subtrahiereres, die geht ja auch voll in den Fehler ein. Also entsprechend Aufgeköster DAC, oder einfacher und billiger: Spannung mittels PWM mit dem DSP erzeugen, kann dann nur langsam nachgeführt werden. >Mach dir vier Fenster, die im 5V Raster messen. Also vier subtrahierer >die ab 50,55,... V einen Messbereich von 5V auflösen Das würde ich nicht machen, wenn das Netzteil dynamische Lastwechsel zwischen den Bereichen ausregeln soll, das kann ja vorkommen. Der Anstz ist aber der gleiche, nur eben mit variablem Fenster. MFG Fralla
Nimm einen 16Bit-DAC. bei 65,535V Maximaleingangsspannung hast du 1mV Auflösung. Die Teile gibt es auh in schnell, sodass 100kHz kein Problem sind. Die Frage ist aber, was von der Auflösung nach Einbeziehung der Genauigkeit noch übrig bleibt. Ich denke, 12Bit Genauigkeit bei deinen 100kHz ist schonmal ne Ansage. Wüsste auch nicht, wieso man sowas brauchen könnte. Damit man auf der Anzeige die 3. Nachkommastelle noch ablesen kann.... naja, etwas Overkill.
Kevin K. schrieb: >Nimm einen 16Bit-DAC. Im ersten Post steht bereits: >>Wer hatte schon ähnlichs Problem, bzw kennt eine einfache Lösung? (Dazu >>zählt ein exteren ADC nicht, Oversampling kommt nicht in Frage) > Wüsste auch nicht, wieso man sowas > brauchen könnte. Damit man auf der Anzeige die 3. Nachkommastelle noch > ablesen kann.... naja, etwas Overkill. Habe ich bereits erklärt, du verstehst es scheibar nicht. Von Anzeigen war nie die Rede! Fralla schrieb: >Es kann wohl niemand technische Tatsachen umgehen, die Maßnahme muss >einfach in der Analogen Welt erfolgen. >Die einfachste Lösung wurde schon genannt, mit einem Analogen >Subtrhierer arbeiten. Damit kann mann sozusagen ein Fenster schieben, >mit dem die Ausgangsspannung gemessen wird und das dem ADC zuführen. Hmm, es scheint wirklich nicht anders zu gehen. >In meinen Geräten habe ich da Zoomfaktor von 1,6 und extwas mehr. Das >braucht man, denn ich hatte nur 10-Bit/3.3V im ADC. Du hast wenigestens >12-Bit, also brauchst du gar nicht zoomen, nur schieben. Ok., klingt logisch. >Wichtig ist es, trotdem einen GND referenzierten Teil mit eigenem ADC >Kanal zu haben. Denn bei harten Lastsprüngen, kann die Spannung aus dem >Fenster laufen, was zum Regelverlust führt. Da muss man dann dynmaisch >auf den groben Messeingang schalten und regeln. Ok, das hätte ich nicht bedacht. Guter Hinweis. Der Übergang auf den groben ADC könnte aber ein Problem werden im Lastsptung, oder? >Keinesfalls alles von einer Referenzspannung ableiten, sonst bekommst du >es nicht mit wenn die Spannung steigt bis es die Gleichrichter wegknallt. Ich habe Hardware-Komparatoren (nicht die im DSP) zur Überspannungerkennung, schaltet die Mosfet Treiber aus. >Problematisch ist die Bildung der Vergleichsspannung des Subtrahiereres, >die geht ja auch voll in den Fehler ein. Also entsprechend Aufgeköster >DAC, oder einfacher und billiger: Spannung mittels PWM mit dem DSP >erzeugen, kann dann nur langsam nachgeführt werden. Ja, genau das ist der Grund warum ich eine abneigung gegen diese Methode hatte, (oder noch habe). Man braucht eine entsprechend genaue Referenzspannung, also einen externen DAC, da könnte ich gleich einen exterenen ADC nehmen. Mittels PWM? Dann muss man entsprechend stark Filtern... Vielen Dank Fralla, für deine Ausführung zu dem Thema. Ich muss mir da noch Geanken machen, wie das dann Konkret aussehen könnte. Aber für eine Methode ohne verschiebbare Referenz bin ich noch immer offen ;) Es scheint mir aber jetzt unwahrscheinlich, dass jemand eine bessere Methode kennt... Grüße, Sepp
Die Musikusse (Analogmenschen) benutzen z.T. einfache Logarithmierer, z.B. bei der Lautstärkeanzeige. Diese lösen im leisen (mV-Bereich) kräftig auf im lauten (V-Bereich) ist die Auflösung geringer bis fast begrenzt. Vielleicht findest du dort eine praktikable Anregung. 'nen Amateur
Das hilft mir leider nicht, denn die Spezifikation möchte, dass die Spannung im Bereich von 40V bis 60V sich mit 12mV/A ändert. Somit müßte man wieder ein Fenster verschieben um es dann logarithmisch zu bewerten. Im DSP müsste man extra herumrechen. So wird das auch nichts...
Wie es ausieht, ist die einzige Möglichkeit der analoge Subtrahierer, denn es kamm kein Vorschlag mehr. Welche Möglichkeiten zur Erstellung der Referenz habe ich? Fralla hat DAC und PWM genannt. Ich habe noch 16-Bit PWM Ausgänge frei im DSP. Wenn ich diesen Ausgang Filtere, wäre das meine Referenz für den Subtrahierer. Ich müsste die PWM Frequenz aber mit so -75db Dämpfen, das bewirkt eine lange Einschwingzeit dieses Filters, auch nicht optimal.
Sepp schrieb: > Wie es ausieht, ist die einzige Möglichkeit der analoge Subtrahierer, > denn es kamm kein Vorschlag mehr. Irgendwann sind die Moeglichkeiten die man hat auch mal zu Ende. > Welche Möglichkeiten zur Erstellung der Referenz habe ich? Fralla hat > DAC und PWM genannt. Soviel einstellen brauchst du doch gar nicht. Da reichen im Prinzip 8 Widerstaende die mit einen 4051 Analogschalter umgeschaltet werfden. > Ich habe noch 16-Bit PWM Ausgänge frei im DSP. Wenn ich diesen Ausgang > Filtere, wäre das meine Referenz für den Subtrahierer. Ich müsste die > PWM Frequenz aber mit so -75db Dämpfen, das bewirkt eine lange > Einschwingzeit dieses Filters, auch nicht optimal. Wenn man nur ein Filter 1. Ordnung nimmt. Man kann auch Filter hoeherer Ordnung nehmen und dessen Einschwingverhalten optimieren.
Sepp schrieb: > denn die Spezifikation möchte, dass die > Spannung im Bereich von 40V bis 60V sich mit 12mV/A ändert. Wenn's auf die maximal 36 W Verlustleistung nicht ankommt, erledigt dies ein Widerstand von 12 mΩ. :-) (Du schreibst etwas von 90 % Wirkungsgrad, das entspricht Verlusten von um die 300 W herum, da fallen die 36 W ja gar nicht groß auf ...)
>Wenn's auf die maximal 36 W Verlustleistung nicht ankommt, erledigt >dies ein Widerstand von 12 mΩ. :-) (Du schreibst etwas von 90 % >Wirkungsgrad, das entspricht Verlusten von um die 300 W herum, da >fallen die 36 W ja gar nicht groß auf ...) Doch die 36W fallen groß auf, die Wärme muss auch weg. Außerdem ist die Verlustleistung bei kleiner Spannung deutlich größer. Das macht dann schon 1%-1,5% an Wirkunsgrad aus. Das ganze dient ja gerade dazu, diesen 12mOhm Widerstand einzusparen und nicht der Unterhaltung. Außerdem ist er in elektronisch Form auch noch variabel. Ein Poti mit Stellmotor wäre etwas Aufwendig;) >Wenn man nur ein Filter 1. Ordnung nimmt. Man kann auch Filter hoeherer >Ordnung nehmen und dessen Einschwingverhalten optimieren. Ja, aber 2.Ordnung ist immer noch langsam. Bei mehr muss wieder ein OPV her. >Da reichen im Prinzip 8 >Widerstaende die mit einen 4051 Analogschalter umgeschaltet werfden. Der Analogschalter verfälscht nicht? Das wären acht Stufen, somit ist die Spannung nicht immer in der mitte des Messfensters. Muss man schauen, ob dies bei Dynamik stört. Aber wäre eine Möglichkeit. >Irgendwann sind die Moeglichkeiten die man hat auch mal zu Ende. Ja ich seh schon ein, dass es nicht so einfach geht wie gedacht. Ich habe dieses Feature ehrlich gesagt im Aufwand unterschätzt.... Grüße, Sepp
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