Hallo, ein Kumpel und ich haben das ambitionierte Vorhaben einen MOSFET basierten 3 phasigen Gleichrichter mit variabler Ausgangsspannung und PFC zu entwickeln. Da der Gleichrichter als Ladegerät fungieren soll, sind die groben Eckdaten fürs Erste: Eingang 3-Phasig ~ 400V Ausgang Spannung DC: 200V - 500V Strom DC: bis 50A Wir wollen uns über die kommenden Monate/Jahre Schritt für Schritt ans Ziel herantasten. Bereits bei der Auswahl der Topologie zeigen sich erste Schwierigkeiten. Die bisher gewählte Topologie (siehe Bild) bringt nach genauerer Betrachtung einige Nachteile mit, die wir gerne Umgehen würden. Nachteile: - Leistungshalbleiter nicht als Modul erhältlich - Relativ hohe Leitverluste (wegen der zusätzlichen Dioden) - Höhere Schaltverluste als 3-Level Topologie - Evtl höherer Kühlungsaufwand als 3-Level Topologie - Evtl niedrigerer Wirkungsgrad als 3-Level Topologie - Leistungshalbleiter mit voller Zwischenkreisspannung belastet - 6 isolierte Highside Treiber notwendig (nicht so schlimm) Vorteile: - Schalter gleichzeitig für PFC und Buck-Funktion zuständig (sehr praktisch!) - Überschaubare Ansteuerung (darf auch komplexer sein) - Relativ kompakte Bauweise möglich - Mit Erweiterung auch rückspeisefähig (kein Muss) Die eierlegende Wollmilchsau gibt es bei den Topologien scheinbar nicht :/ (Oder doch!?) Dennoch die Frage an die Kenner. Gibt es im schlimmen Topologie-Dschungel eine Topologie, die den Anforderungen entspricht und einige Nachteile nicht mit sich bringt? Besonders gut fände ich: (Priorität absteigend) - Schalter gleichzeitig für PFC und Buck-Funktion - Niedrige Leitverluste, überhaupt hoher möglicher Wirkungsgrad - Als Modul erhältlich (schon allein wegen der praktischen und potentialfreien Kühlung :) ) - Leistungshalbleiter mit halber Zwischenkreisspannung belastet (geringere Schaltverluste, kostengünstiger etc.) Danke vorab für eure Anregungen :) Viele Grüße Christof
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Nie im Leben! :) Ich hol schon mal das Popcorn raus.
magic s. schrieb:
> Nie im Leben! :) Ich hol schon mal das Popcorn raus.
Ja vielen Dank! Das hilft schon mal weiter.
Könntest Du Deine Aussage nur etwas konkretisieren?
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Ich wuerd vereinfachend mal mit einem 3 Phasen System hinter einem Trafo beginnen, zB 3 x 40V oder so. Bei Netz empfehle ich eine Schaufel zu besorgen, um die verbrannten Fets zusammenzukehren und in den Kuebel zu befoerdern. Des Weiteren wuerd ich die Fet im handlichen 250er Package zu besorgen, der Preis ist dann auch kleiner
Oder D. schrieb: > Ich wuerd vereinfachend mal mit einem 3 Phasen System hinter einem Trafo > beginnen, zB 3 x 40V oder so. > Bei Netz empfehle ich eine Schaufel zu besorgen, um die verbrannten Fets > zusammenzukehren und in den Kuebel zu befoerdern. Des Weiteren wuerd ich > die Fet im handlichen 250er Package zu besorgen, der Preis ist dann auch > kleiner Die Schaufel brauche ich nicht mehr. Habe bereits eine Grube für die Haustiere und Kinder ausgehoben, die an den nicht isolierten 230V Leitungen in meinem Haus gebrutzelt haben. Im 1000er Pack noch günstiger die Fets, deswegen habe ich den bestellt. Natürlich werden wir die erste Zeit nur an einem 48V 3 Phasen Trafo arbeiten.
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Netztrennung ist nicht nötig? Keine berührbaren Leiter im Komplettsystem auch nach dem Akku?
Irgendwie ist nicht ganz klar wie das funktionieren soll... koenntest du die Funktionalitaet der FET beschreiben ? Und ohne FET laeuft es bereits ?
Ohne die FETs ist es nur ein einfacher 3ph Gleichrichter. Der muß funktionieren, da ist nichts besonderes dran. Wenn das Ding als PFC arbeiten soll, ist nur eine Zwischenkreisspannung oberhalb der gleichgerichteten Netzspannung möglich. Ups, das geht ja schon mal gar nicht, denn das Ding müßte dafür einen Zwischenkreis haben. Zweitens braucht man dafür eine Drossel in der AC-Zuleitung vor den FETs. Ich find das unnötig kompliziert, einen netzsynchronen Gleichri(e)chter wahlweise als Buck- oder Boost-Wandler zu betreiben. Und dann auch noch 3phasig. Normales Patent wäre einen PFC-Stufe mit 3 Phasen - die brauchen dann nicht mal synchron laufen wenn man den N mit anschließt - und anschließend von z.B. 600V Zwischenkreisspannung mit einem IGBT-Vollbrückenwandler galvanisch getrennt runter auf das was man braucht. Oder wenn alle Teile berührungssicher sind, geht's auch mit einem gigantischen Step-Down. Aber 25kW (ohne Verluste) sind eine sportliche Aufgabe. FETs zusammenkehren kann man sich sparen, weil von denen nach dem großen krawumms beim Einschalten an 400V 32A 3ph nur die Beinchen übrigbleiben. Meistens gibt das auch einen größeren Schaden an der Platine bzw. den Leiterbahnen und hinterlässt viel aufgedampftes Metall, was sich so gut wie gar nicht mehr entfernen läßt.
Die FET werden optimalerweise nur geklemmt. Es gibt Stecker mit Federkontakten, mit denen ist jeder FET steckbar, auf das Kuehlblech runter clipt man auch nur. Dann kommt ein Putzlappen drueber, sodass man den Plastik nicht im ganzen Lab zusammensuchen muss. Und ja, ich wuerd auch einen (1) Zwischenkreis einbauen. Allenfalls kann man sich ueberlegen, die Dioden in deren Leitphase zu bruecken, wenn man die Verluste denn reduzieren will.
Die Schaltung kann nicht als PFC funktionieren. Der Strom einer Phase hört auf zu fliesen wenn die Phasenspannung kleiner als die Ausgangsspannung wird. Außerdem würdest du damit elektronischen Dreck ins Netz einspeisen. Der Entstörfilter bräuchte Kondensatoren die 32A HF verkraften, das würde größer als der Rest vom Wandler. Am wenigsten Kopfschmerzen hättest du mit einer passiven PFC (50Hz-Drosseln) gefolgt von einem Dreiphasen-Brückengleichrichter. Oder noch besser noch einen Hilfstrafo dazu und einen Zwölfpulsgleichrichter gebaut. Die moderne Lösung wäre eine Dreiphasenbrücke mit PWM gesteuert wie sie in jedem Frequenzumrichter eingebaut ist. Hier halt anders herum gesteuert daß sie Leistung vom Dreiphasennetz entnimmt und in den DC-Zwischenkreis einspeist. Dann vom DC-Zwischenkreis mit Abwärtsregler auf die gewünschte Akkuspannung. Hast du Infos zum CCS oder soll das ein Chademo werden?
Willst du etwa den hier nachbauen? https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/08_Towards_a_99__Efficient_ThreePhase_01.pdf Der geht doch schon an die 99% ran
Hallo, die obige Schaltung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sie soll nur prinzipiell die angedachte Topologie darstellen. Dass wir keine einschlägigen Profis auf dem Gebiet sind, ist uns klar. Dass das Projekt Gefahren birgt und sehr ambitioniert für unseren Kenntnisstand ist auch. Wir wollen erst lernen, experimentieren, uns herantasten. Keiner wird "morgen" die 3 Phasen anschließen und schauen wo es denn raucht. Wenn uns keiner beim verfrühten Ableben unterstützen will, verstehe ich das, nur soll er das kommentarlos machen. Danke. Auf meine obige Frage wurde so gut wie mit keinem Beitrag konkret eingegangen. An sich habe ich mich an Mitglieder mit einschlägigem fachlichen Background gerichtet. Einige vorliegende Antworten scheinen mir eher nach der - ich schreib mal meinen Senf und schaue wie die Wurst schmeckt - Art zu sein. Sorry an diejenigen, für die das nicht zutrifft :P @Alexander Ja genau in die Richtung soll's gehen! :) Danke. Das Paper hatten wir noch nicht entdeckt. Stimmt zuversichtlich...wenn man von der riesigen Menge an verwendeten Halbleitern absieht. @Flo Eine berechtigte Frage. An sich werden (hoffentlich) keine spannungsführenden Teile berührbar sein. Zudem sind fürs Erste eine Isolationsüberwachung und ein allstromsensitiver FI angedacht. Soll wohl für die Betriebssicherheit nach VDE genügen. @magic smoke Oder geht's doch? Was meinst Du mit "einen PFC-Stufe mit 3 Phasen". IGBTs sind für den Fall wahrscheinlich verlustbehafteter -> Schaltverluste, Leitverluste. Lasse mich gerne vom Gegenteil überzeugen. "ohne Verluste" habe ich nirgendwo geschrieben. @A-Freak Oder funktioniert's doch? Bei der "moderne(n) Lösung" stellen wir uns auch die Frage, welche Topologie günstiger wäre. Bist Du Dir hier sicher, dass Dein Vorschlag effizienter (moderner) wäre? Warum wurde denn die obige "moderne" Publikation dann mit "unserer" Topologie realisiert? Hast Du ein konkretes Gegenbeispiel? CCS oder CHAdeMO ist bei uns vorerst keine Frage.
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Christof K. schrieb: > @Alexander > Ja genau in die Richtung soll's gehen! :) Danke. Das Paper hatten wir > noch nicht entdeckt. Stimmt zuversichtlich...wenn man von der riesigen > Menge an verwendeten Halbleitern absieht. Abstriche muss man immer machen. Entweder wirds einfach und ineffizient oder kompliziert und effizient. Mit der von der ETH vorgeschlagenen Lösung kann man nicht viel falsch machen. Falls du weitere Topologien in Betracht ziehen möchtest: https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/04_Essence_of_three-phase_Friedli_01.pdf https://www.pes.ee.ethz.ch/uploads/tx_ethpublications/01_TheEssence_Three-phase_New_Friedli.pdf Bevor du weitere Stunden damit vergeudest, die ideale Topologie zu finden, kann ich dir getrost mitteilen: Lass es, denn die gibt es nicht. Es gibt immer Argumente für etwas und es gibt Argumente gegen etwas. Such dir eine aus, bau sie auf, lerne daraus und mach es besser im zweiten Anlauf. Wenn ich das Projekt machen würde, würde ich mit einer einfachen Topologie anfangen. Nimm eine einfache Vollbrücke und bau eine PFC auf. Wenn die läuft und der ganze Kram mit der Regelung, PLL etc. implementiert ist, kann man das Wissen auf eine nächst kompliziertere Topologie überführen und diese aufbauen.
Das ist eine Ansage Alexander. Danke. Die perfekte Typologie zu finden, habe ich (fast) nicht mehr erwartet. Damit wir unsere Fähigkeiten nicht überstrapazieren, fangen wir jetzt auch erstmal klein an und bleiben bei der Topologie. Du schreibst von der PLL. Meinst Du damit, den Takt der PWM aus der Netzfrequenz zu generieren? Hier wurde uns bisher größtenteils angeraten es zu lassen, weil der Takt nicht synchron zur Netzfrequenz sein muss, weil das bei Schaltfrequenzen um 20kHz und höher keinen Vorteil bringen würde. Passende Lektüre, haben wir zu diesem Thema leider noch nicht gefunden. Danke für die zusätzlichen Paper!
Vielleicht nochmal zur Aufklärung. Wir haben bisher angenommen, mit der obigen Buck-Topologie wären Ausgangsspannungen bis ca 480V möglich. Scheinbar ist das nicht mit PFC möglich. Hier wird ein Modulationsgrad von max 0,9 empfohlen. Somit ist die erreichbare Ausgangsspannung mit PFC bei ca 430V. Und ja, der Strom ist eingeprägt durch die Drossel und fließt bei einem reinen Gleichrichter nur dann, wenn die verketteten Spannungen der entsprechenden Phase über der gleichgerichteten(!) Spannung liegen. Das tut er dann 4/6 der Periodendauer - hin und zurück. Das aber ohne Schalter in der Brücke und ohne Eingangsfilterung - die bei solch einem Brocken immer notwendig und vorgeschrieben ist.
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Christof K. schrieb: > Du schreibst von der PLL. Meinst Du damit, den Takt der PWM aus der > Netzfrequenz zu generieren? Hier wurde uns bisher größtenteils angeraten > es zu lassen, weil der Takt nicht synchron zur Netzfrequenz sein muss, > weil das bei Schaltfrequenzen um 20kHz und höher keinen Vorteil bringen > würde. Passende Lektüre, haben wir zu diesem Thema leider noch nicht > gefunden. Nein, der Takt der PWM muss nicht synchron zur Netzfrequenz sein. Allerdings muss deine PFC synchron zum Netz laufen - und dafür nimmt man üblicherweise PLL. Ganz einfach zur Demonstration (auch wenn es in der Realität ein wenig komplizierter ist mit dem alpha-beta oder d/q System): Wenn das Netz gerade beim Zeitpunkt des Scheitelwertes ist (325V), die Referenz deiner PFC sich allerdings gerade im Nulldurchgang befindet, ist der Fehler (Eingang deiner Regelung): fehler = sollwert - istwert = 0V - 325V Das ist natürlich völlig falsch. Ergo musst du deine PFC mit dem Netz synchronisieren, damit eure Regelung vernünftig läuft. Profis benutzen eine DSP basierte Implementierung der PLL.
Verstehe. Das Problem ist uns bekannt. Die Synchronisation wollten wir ursprünglich mit einer Nulldurchgangserkennung realisieren. Dann wurde uns die C2000 Serie von Ti empfohlen, weil diese DSPs eine PLL Funktion besitzen. Mittlerweile haben wir uns überzeugen lassen, dass eine Spannungsmessung an den drei Phasen völlig genügen soll. Ganz naiv gefragt... Macht es denn solch einen großen Unterschied, ob ich den Raumzeiger des Dreiphasensystems zur Ermittlung der einzelnen Amplituden nehme (PLL?), oder die Amplitude individuell messe? Wir haben uns nämlich angefangen in den STM32f334R8 einzuarbeiten, und hoffen ohne PLL (die er wohl nicht mitbringt) dafür mit der Spannungsmessung auszukommen. Handeln wir uns damit Deiner Meinung nach große Nachteile ein?
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Christof K. schrieb: > Die Synchronisation wollten wir ursprünglich mit einer > Nulldurchgangserkennung realisieren. Nulldurchgangserkennung ist doch Murks. Der Sinus hat zwei Nulldurchgänge pro Periode, ergo würde eure Synchronisation alle 10ms stattfinden. Wenn innerhalb der 10ms eine Schwankung im Netz stattfindet, greift eure Synchronisation und ergo eure Regelung frühestens beim nächsten Nulldurchgang, im schlimmsten Fall nach 10ms. Das halte ich bei euren angedachten 20kW für keine gute Idee. Ich verstehe den Sinn von eurer Taktik nicht so wirklich. > Dann wurde uns die C2000 Serie von Ti empfohlen, weil diese DSPs eine > PLL Funktion besitzen. Ja, TI habe ich als mögliche Alternative genannt. Im Endeffekt ist es aber egal, welchen uC ihr nehmt. > Mittlerweile haben wir uns überzeugen lassen, dass eine Spannungsmessung > an den drei Phasen völlig genügen soll. Die Spannungen muss man sowieso messen (manche messen auch nur 2 Spannungen und berechnen dann die dritte - das spart eine Spannungsmessung) > Ganz naiv gefragt... Nur zu > Macht es denn solch einen großen Unterschied, ob ich den Raumzeiger des > Dreiphasensystems zur Ermittlung der einzelnen Amplituden nehme (PLL?), > oder die Amplitude individuell messe? Die Frage ergibt für mich inhaltlich keinen Sinn. Aus regelungstechnischer Sicht kannst du ein AC System (wie es unser Netz ist mit dem Sinus) nicht vernünftig mit einem PI Regler regeln, denn der PI Regler wird die Regelgröße niemals völlig ausregeln können, weil sich die Referenz zeitlich ändert. Deswegen verwendet man Clark/Park um ins d/q System zu kommen, in der die sich zeitlich veränderten Größen wie Spannung und Strom in ein Zwei-Achsen System transormiert werden, in dem die Zeitkomponente eliminiert ist -> Ihr rechnet also nur noch mit DC Signalen und könnt ohne Weiteres euren PI Regler implementieren, der dann einen zero steady state error aufweist. Bottom line: Wenn ihr es vernünftig machen wollt, und bei 20kW sollte man es vernünftig machen, geht ins d/q System. Und im d/q System habt ihr alles, was ihr braucht, um eine vernünftige PLL und Regelung zu erreichen. Ob ihr nun TI oder ST oder Atmel oder PIC verwendet, das ist völlig egal - die dahinterstehende Theorie ist diesselbe. Einziger Vorteil bei TI ist, dass ihr Bibliotheken mitbekommt, die die ganzen Berechnungen einfacher machen sollen. Das war es dann aber auch. > Wir haben uns nämlich angefangen in den STM32f334R8 einzuarbeiten, und > hoffen ohne PLL (die er wohl nicht mitbringt) dafür mit der > Spannungsmessung auszukommen. Handeln wir uns damit große Nachteile ein? Ihr könnt eine PLL auch auf den STM implementieren. Mir scheint eher, dass es eher an den theoretischen Grundlagen scheitert, als am Controller. Zusammenfassend: - Messt alle drei Spannungen (oder 2 Spannungen und berechnet die 3. aus) - Führt das dreiphasensystem in ein zweiphasensystem über - Synchronisiert euren netzgeführten Gleichrichter mit dem Netz -> PLL - Lasst euren PI Regler die Störungen ausregeln
Sucht mal bei TI nach controlSUITE. Da gibt es recht umfangreiche Dokumentationen und auch Code in Form einer solar-lib. Der STM32F334 hat eine FPU an Board hat, der float32 Code der solarlib ist deshalb sehr leicht anpassbar. Hab ich mit der SogiPll auch gemacht. Christof K. schrieb: > weil diese DSPs eine > PLL Funktion besitzen. seit ihr sicher, dass der C2000 eine Hardware-PLL hat um sich in ein 50Hz System zu synchronisieren? Ich denke ehr nicht. Das ist Teil der Software. Im dreiphasigen System sollte so eine Software-PLL auch noch einfacher gestrickt sein als im 2 phasigen. Noch ein paar Tips für float-Berechnungen mit dem STM32F3xx. Nie vergessen die Schalter -ffast-math zu setzen, sonst dauern manche Berechnungen wie sqrtf deutlich länger. Die Standard Sinus Berechnung (sinf) dauert mit der newlib sehr lange. Da ist es besser die Funktion aus der CMSIS Dsp-Lib zu verwenden. Und dann muss der Code wirklich am Ende im Listing oder Debugger kontrolliert werden. All zu leicht wird sonst irgendwo mit double gerechnet und die Zeiten sind im Eimer.
> Damit wir unsere Fähigkeiten nicht überstrapazieren, fangen wir > jetzt auch erstmal klein an und bleiben bei der Topologie. Ich übersetze das mal: Wir bauen möglicherweise Kacke, aber weil wir keinen Bock auf was anderes haben, bauen wir die Kacke trotzdem und kümmern uns um was anderes, wenn die Kacke am Dampfen ist. In Industrieanwendungen werden in diesen Leistungsklassen überall IGBT-Module eingesetzt. So schlecht können die also nicht sein. Aber wahrscheinlich hattest Du noch nie einen Frequenzumrichter offen. Vielleicht kommst Du bei Deinen 25kW noch mit FETs hin, aber das wird dann eine ordentliche Stückzahl werden. Vielleicht bekommst Du ja irgendwo ein 100/200A Speisemodul für Siemens Simodrive Servoantriebe her. Da ist eine rückspeisefähige 400V 3AC Brücke drin, die mit einer Drossel im Drehstromkreis und 600Vdc Bus für die Antriebsmodule arbeitet. Und sonst... eine aktive PFC-Schaltung mit einer Ausgangsspannung unterhalb der gleichgerichteten Netzspannung wird lustig. Es wäre zwar möglich sowas zu bauen - mit zwei getrennten Wandlern - aber mit einem Aufwand, der meiner Meinung nach unvertretbar ist. Dann lieber PFC->Zwischenkreis->Ausgangskreis. Was Deine Batterie mit 200..500V angeht... hoffentlich berührungssicher reicht nicht. Das ist genau wie beim Akkusatz von großen USV-Anlagen, wenn man die Akkus verkabelt. Da ist die ganze Zeit voll Bums drauf, Akkus abschalten geht nicht. Entsprechend vorsichtig muß man beim Arbeiten sein, sonst bleibt man kleben wie Kacke am Schuh. Falsche Verkabelung zündet im schlimmsten Fall einen Lichtbogen mit der Leistung einer Elektrolokomotive, der dank DC auch nicht mehr verlischt, bevor er sich durch alles was ihm im Weg steht durchgebrannt hat. Ihr solltet schon wissen, was ihr da tut.
Alexander schrieb: > im schlimmsten Fall nach 10ms. > Das halte ich bei euren angedachten 20kW für keine gute Idee. Wenn ihr mal die Abhandlung von TI zu den PLLs durchlest, werdet ihr feststellen, dass ein Phasensprung im Eingang auch nicht in null komma nichts ausgeregelt werden kann. 10ms sind dafür durchaus auch nötig. Alles andere muss mit einer schnellen Überstromabschaltung geschützt werden. Aber das ist sowieso das erste was vernünftig funktionieren muss. Sonst wird die Schaufel nicht reichen und es ist ehr ein Radlader angesagt. Bis dahin ist es aber sowies noch ein langer Weg. Bis die Software soweit steht, dass es überhaupt zu Versuchen kommen kann werden wohl so manche Abende und Kaffeekannen dran glauben müssen.
Ich verstehe auch nicht, warum man sich - gerade bei "ersten Gehversuchen" in dem (Leistungs-)Bereich - nicht mit der evtl., wenn wirklich, doch nur etwas geringeren (aber vertretbar hohen) Effizienz von zwei Wandlern in Serie zufriedengeben will. Jeder hat wohl andere Ansprüche... aber das würde ich persönlich schon so machen.
Zumindest das kann ich erklären... Streben nach Perfektion. Ist bei mir auch so, hat oft gut funktioniert und ging oft schief. :D
temp schrieb: > Alexander schrieb: >> im schlimmsten Fall nach 10ms. >> Das halte ich bei euren angedachten 20kW für keine gute Idee. > > Wenn ihr mal die Abhandlung von TI zu den PLLs durchlest, werdet ihr > feststellen, dass ein Phasensprung im Eingang auch nicht in null komma > nichts ausgeregelt werden kann. Du hast absolut recht. Es dauert einige Zeit (je nach Optimierung der Regelung), bis die Störgröße komplett ausgeregelt ist. Ich habe es nicht ausprobiert (weder Simulation oder aufm Labortisch), allerdings sehe ich dennoch Nachteile bei der Methode der Nulldurchgangserkennung, eine vernünftige Reglerdynamik zu erreichen. (Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehrer): > 10ms sind dafür durchaus auch nötig. Jup. Wenn man das ganze allerdings aus regelungstechnischer Sicht betrachtet: - Man misst die Netzspannung und stellt den Vergleich zur Sollgröße her: error = Soll-Ist - Entsprechend stellt man das Stellglied ein, um den Fehler zu minimieren - Das Stellglied wird nach jeder Messung angepasst - Ergo hat man bei der Nulldurchgangsmethode die Möglichkeit, das Stellglied alle 10ms erneut anzupassen - Bis man endlich mit dem Netz synchron ist, kann das je nach Reglerparameter ziemlich lange dauern (länger als mit der handelsüblichen software-basierten PLL). Oder sehe ich das falsch? Mich würde diesbezüglich ein direkter Vergleich zwischen beiden Methoden interessieren. > Alles andere muss mit einer schnellen Überstromabschaltung geschützt > werden. Aber das ist sowieso das erste was vernünftig funktionieren > muss. Sonst wird die Schaufel nicht reichen und es ist ehr ein Radlader > angesagt. Jap > Bis dahin ist es aber sowies noch ein langer Weg. Bis die Software > soweit steht, dass es überhaupt zu Versuchen kommen kann werden wohl so > manche Abende und Kaffeekannen dran glauben müssen. Jap
OT: @magic smoke Na gut, z.B. höchste Effizienz ist schon sehr erstrebenswert. Dabei dürfen auch gerne einige Teile mehr den Heldentod sterben, wenn sie dafür ihren Kindern weniger Verluste und ein längeres Leben bescheren. Improving by doing, oder so. So lange nur Material leidet, ist dagegen gar nicht viel zu sagen. Im Gegenteil: Man kurbelt dann als Privatperson mehr als andere solche die Halbleiter-Industrie an! o.O
Alexander schrieb: > Nulldurchgangserkennung ist doch Murks. Das denken wir mittlerweile auch aus genannten Gründen. > Ich verstehe den Sinn von eurer Taktik nicht so wirklich. Ehrlich gesagt, je tiefer wir einsteigen, desto weniger verstehen wir sie auch. Es ist schwierig für Einsteiger einen roten Faden in der Vielfalt der Meinungen und Konzepte zu finden. > Ja, TI habe ich als mögliche Alternative genannt. Ach! Du warst es als Alex? >> Mittlerweile haben wir uns überzeugen lassen, dass eine Spannungsmessung >> an den drei Phasen völlig genügen soll. > Die Spannungen muss man sowieso messen Da hatten sich in anderen Beiträgen die Geister geschieden. Machen wir (werden wir) aber natürlich. > Aus > regelungstechnischer Sicht kannst du ein AC System (wie es unser Netz > ist mit dem Sinus) nicht vernünftig mit einem PI Regler regeln, denn der > PI Regler wird die Regelgröße niemals völlig ausregeln können, weil sich > die Referenz zeitlich ändert. Deswegen verwendet man Clark/Park um ins > d/q System zu kommen, in der die sich zeitlich veränderten Größen wie > Spannung und Strom in ein Zwei-Achsen System transormiert werden, in dem > die Zeitkomponente eliminiert ist -> Ihr rechnet also nur noch mit DC Hier reichen die Grundlagen wohl wirklich noch nicht ganz. Ich hatte angenommen, es reicht, die Spannungen (2 oder 3) zu messen und damit vom momentanen Spannungsraumzeiger (eben 2 Komponenten) den Soll-Stromraumzeiger abzuleiten um die Schaltzeitpunkte für die Schalter zu berechnen. Wie hier Beitrag "Re: Galvanische Trennung - ja oder nein bei 230V" im Exel-File "simuliert". Das wäre vorerst eine reine Ansteuerung der Schalter ohne Regelung. Reden wir hier vom Gleichen? > Wenn ihr es vernünftig machen wollt, und bei 20kW sollte man es > vernünftig machen, geht ins d/q System. Und im d/q System habt ihr > alles, was ihr braucht, um eine vernünftige PLL und Regelung zu > erreichen. Ob ihr nun TI oder ST oder Atmel oder PIC verwendet, das ist > völlig egal - die dahinterstehende Theorie ist diesselbe. Ok. Ich hatte verstanden, die PLL wäre in Hardware. Wobei ich an diesem Punkt tatsächlich nicht annährend begreife, wie die PLL hier zum tragen kommt. Damit habe ich bisher 0 Erfahrung. Gibt es einen Exkurs für Dummies hierfür im Netz zu finden, der sich konkret am Thema orientiert. > Vorteil bei TI ist, dass ihr Bibliotheken mitbekommt, die die ganzen > Berechnungen einfacher machen sollen. Das war es dann aber auch. >> Wir haben uns nämlich angefangen in den STM32f334R8 einzuarbeiten, und >> hoffen ohne PLL (die er wohl nicht mitbringt) dafür mit der >> Spannungsmessung auszukommen. Handeln wir uns damit große Nachteile ein? > Ihr könnt eine PLL auch auf den STM implementieren. Mir scheint eher, > dass es eher an den theoretischen Grundlagen scheitert, als am > Controller. Ja, definitiv. > Zusammenfassend: > - Messt alle drei Spannungen (oder 2 Spannungen und berechnet die 3. > aus) Bis hierhin kein Problem. > - Führt das dreiphasensystem in ein zweiphasensystem über Kriegen wir rein theoretisch rechnerisch hin. > - Synchronisiert euren netzgeführten Gleichrichter mit dem Netz -> PLL Genau hier fehlt uns völlig die Vorstellung, wie das funktionieren soll. > - Lasst euren PI Regler die Störungen ausregeln Hoffentlich das Ziel.
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temp schrieb: > Sucht mal bei TI nach controlSUITE. Da gibt es recht umfangreiche > Dokumentationen und auch Code in Form einer solar-lib. Danke Dir. Es ist noch recht schwierig für uns hier durchzusteigen. Ein "Einsteigerkurs" wäre wahrscheinlich als Grundlage für uns wichtig. > seit ihr sicher, dass der C2000 eine Hardware-PLL hat um sich in ein > 50Hz System zu synchronisieren? Ich denke ehr nicht. Das ist Teil der > Software. So hatten wir es bisher angenommen. Aber wir wollen vorerst ja mit dem STM32f334R8 arbeiten. > Noch ein paar Tips für float-Berechnungen mit dem STM32F3xx. Nie > vergessen die Schalter -ffast-math zu setzen, sonst dauern manche > Berechnungen wie sqrtf deutlich länger. Die Standard Sinus Berechnung > (sinf) dauert mit der newlib sehr lange. Da ist es besser die Funktion > aus der CMSIS Dsp-Lib zu verwenden. Und dann muss der Code wirklich am > Ende im Listing oder Debugger kontrolliert werden. All zu leicht wird > sonst irgendwo mit double gerechnet und die Zeiten sind im Eimer. Danke vielmals für den wertvollen Hinweis. Das spart uns später bestimmt Zeit :)
magic s. schrieb: >> Damit wir unsere Fähigkeiten nicht überstrapazieren, fangen wir >> jetzt auch erstmal klein an und bleiben bei der Topologie. > Ich übersetze das mal: Wir bauen möglicherweise Kacke, aber weil wir > keinen Bock auf was anderes haben, bauen wir die Kacke trotzdem und > kümmern uns um was anderes, wenn die Kacke am Dampfen ist. ? Wir haben jetzt nicht die Augen geschlossen, auf eine Topologie getippt und diese beibehalten. Nach unserer Recherche ist die bisher gewählte Topologie ein guter Kompromiss zwischen Aufwand und Wirkungsgrad. > In Industrieanwendungen werden in diesen Leistungsklassen überall > IGBT-Module eingesetzt. Nehme ich auch an. Vor allem Module haben einige Vorteile im Vergleich zu diskreten Bauteilen, womit in Industrieanwendungen mWn nicht gerne gespielt wird. SiC Technologie findet mWn jetzt erst langsam Einkehr in Module. Tatsächlich bewegen wir uns uMn an der Grenze zwischen MOSFET und IGBT. Sehen aber bei MOSFETs den Vorteil der niedrigeren Leitverluste bei geringeren Leistungen und geringere Schaltverluste. > Vielleicht kommst Du bei Deinen 25kW noch mit FETs hin, aber das wird > dann eine ordentliche Stückzahl werden. Wie wär's mit einem FET mit Vce = 1200V, Rdson = 25mOhm, Id = 60 A? Scheints zu geben. Nur bei den Modulen hapert's leider noch mWn an der Verfügbarkeit. > Und sonst... eine aktive PFC-Schaltung mit einer Ausgangsspannung > unterhalb der gleichgerichteten Netzspannung wird lustig. Es wäre zwar > möglich sowas zu bauen - mit zwei getrennten Wandlern - aber mit einem > Aufwand, der meiner Meinung nach unvertretbar ist. Dann lieber > PFC->Zwischenkreis->Ausgangskreis. Aber zeigt das Dokument von Alex nicht auf, dass der Aufwand vertretbar ist? Habe auch andere arbeiten hier, die dafür sprechen. Oder geht's wirklich deutlich einfacher. Wäre nett, wenn Du ein Beispiel liefern könntest. An sich haben wir uns bisher für die Topologie wegen bisher erwähnter Argumente entschieden. Zudem wollen wir fürs erste eine Buckfunktion haben und evtl später um eine Boost-Funktion (mit evtl galvanischer Trennung) erweitern, was bei dieser Topologie mit "geringem" Aufwand machbar wäre. Und weil diese Topologie noch halbwegs für uns nachvollziebar ist - darf ja auch ein Grund sein :P > Was Deine Batterie mit 200..500V angeht... *hoffentlich* > berührungssicher reicht nicht. Mensch, das "hoffentlich" war gemeint - wenn dem am Ende nicht so ist, dann ist etwas ganz dolle schief gelaufen.
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Alexander schrieb: > Oder sehe ich das falsch? Mich würde diesbezüglich ein direkter > Vergleich zwischen beiden Methoden interessieren. Dito. >> Alles andere muss mit einer schnellen Überstromabschaltung geschützt >> werden. Aber das ist sowieso das erste was vernünftig funktionieren >> muss. Sonst wird die Schaufel nicht reichen und es ist ehr ein Radlader >> angesagt. > Jap Kommt definitiv rein. Hier vielleicht auf die Gefahr hin wieder gehauen zu werden eine Frage. Final vorgesehen sind einstellbare Überstromsensoren, die wir in dieser Dimension noch finden müssten. Mit diesen Sensoren sollen Trennrelais am Eingang geschaltet werden. Was haltet ihr von der Idee "nur" die FETs zu schalten? >> Bis dahin ist es aber sowies noch ein langer Weg. Bis die Software >> soweit steht, dass es überhaupt zu Versuchen kommen kann werden wohl so >> manche Abende und Kaffeekannen dran glauben müssen. > Jap Jaaa...wenn es denn soweit kommt
LEM hat solche Strommessmodule und Du findest sie bei vielen E-Fahrzeugen. Hier ein Beispiel: http://www.farnell.com/datasheets/96665.pdf Wenn Du in ein E Auto schaust, findest Du auf der HV Seite einen Batterieanschluß, die Entstörung, einen Kondensator, ein IGBT Modul und die Stromsensoren. Danach wird der Motor angeschlossen. Ein Trennrelais ist viel zu langsam. Das öffnet erst, wenn die IGBT verdampft sind. Deshalb braucht es eine extrem schnelle Strommessung mit einer abgestimmten Ansteuerung.
> Und sonst... eine aktive PFC-Schaltung mit einer Ausgangsspannung > unterhalb der gleichgerichteten Netzspannung wird lustig. Es wäre zwar > möglich sowas zu bauen - mit zwei getrennten Wandlern - aber mit einem > Aufwand, der meiner Meinung nach unvertretbar ist. Dann lieber > PFC->Zwischenkreis->Ausgangskreis. Ich weiss nicht wirklich was du hier meinst. Dass das geht zeigen ja die bereits verlinkten pdfs. >> Aus >> regelungstechnischer Sicht kannst du ein AC System (wie es unser Netz >> ist mit dem Sinus) nicht vernünftig mit einem PI Regler regeln, denn der >> PI Regler wird die Regelgröße niemals völlig ausregeln können, weil sich >> die Referenz zeitlich ändert. Deswegen verwendet man Clark/Park um ins >> d/q System zu kommen, in der die sich zeitlich veränderten Größen wie >> Spannung und Strom in ein Zwei-Achsen System transormiert werden, in dem >> die Zeitkomponente eliminiert ist -> Ihr rechnet also nur noch mit DC >Hier reichen die Grundlagen wohl wirklich noch nicht ganz. Ich hatte >angenommen, es reicht, die Spannungen (2 oder 3) zu messen und damit vom >momentanen Spannungsraumzeiger (eben 2 Komponenten) den >Soll-Stromraumzeiger abzuleiten um die Schaltzeitpunkte für die Schalter >zu berechnen. Wenn du die Netzspannung in einen Raumzeiger transformierst dann wird dieser Raumzeiger mit der Winkelgeschwindigkeit des Netzes in deinem Koordinatensystem rotieren. Für ein symmterische Netz
wird dein Raumzeiger zu
Nun transformierst du deinen rotierenden zeitabhängigen Raumzeiger aus dem ruhenden Koordinatensystem (alpha/beta Koordinaten) in ein neues Koordinatensystem welches mit der Netzfrequenz mitrotiert (d/q Koordinaten). Die Koordinatentransformation ist dabei nichts anderes als die Multiplikation mit
. In d/q Koordinaten wird dein Raumzeiger also zu
Anstatt mit zeitabhängigen arbeitet dein Regler dann mit den zeitunabhängigen Grössen und berechnet die Stellgrössen. Diese werden dann wieder zurücktransformiert.
Petra schrieb: > LEM hat solche Strommessmodule und Du findest sie bei vielen > E-Fahrzeugen. > Hier ein Beispiel: http://www.farnell.com/datasheets/96665.pdf > Wenn Du in ein E Auto schaust, findest Du auf der HV Seite einen > Batterieanschluß, die Entstörung, einen Kondensator, ein IGBT Modul und > die Stromsensoren. Danach wird der Motor angeschlossen. Ein Trennrelais > ist viel zu langsam. Das öffnet erst, wenn die IGBT verdampft sind. > Deshalb braucht es eine extrem schnelle Strommessung mit einer > abgestimmten Ansteuerung. Danke für den Hinweis mit dem Relais. Das wurde mir an anderer Stelle empfohlen. Extrem schnell ist dann unter einer us? Wir hatten bisher diesen Sensor vorgesehen -> http://de.farnell.com/allegro-microsystems/acs758lcb-100b-pff-t/stromsensor-100a-20mv-a-bidirectiona/dp/1791393 der ist aber scheinbar etwas Langsamer als der LEM-Wandler und kann selber brennen... wenn auch erst ab 600A und mehr. Der Hinweis am Ende des Blattes stimmt auch nicht gerade zuversichtlich (ist mir erst heute aufgefallen): "Allegro’s products are not to be used in any devices or systems, including but not limited to life support devices or systems, in which a failure of Allegro’s product can reasonably be expected to cause bodily harm." Was meinst Du eigentlich genau mit abgestimmter Steuerung? Z.B. Sensor -> schneller Komparator -> mit dem Disable der Treiber hart verdrahtet wäre jetzt meine Idee. Also über die PFC-FETs?
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Eine PFC-Boost-Schaltung benötigt eine Drossel auf der Wechselstromseite. Einphasig oder dreiphasig, aktive Gleichrichtung oder nicht sei mal dahingestellt. Wenn die Schaltung (mit einer zweiten Drossel nach der Halbbrücke) nun als Buck-Converter arbeitet, würde die Drossel auf der Wechselstromseite ebenfalls bestromt. Beim Abschalten der oberen Hälfte der Brücke bläst sie der Halbbrücke dann wegen der Spannungsspitze das Licht aus bzw. sorgt mindestens für einen schlechten Wirkungsgrad. Zweitens funktioniert eine mit FETs bestückte Halbbrücke IMMER als voller Gleichrichter, daran läßt sich wegen der Stromflußrichtung und der internen Body-Dioden der FETs nichts ändern. Folglich erreicht eine derartige Schaltung keine Spannung unterhalb der gleichgerichteten Netzspannung.
@noch einer Danke für die Lehrstunde :) Meine Annahme mit der oben verlinkten Grundlage wäre die halbe Arbeit erledigt, geht wohl etwas daneben. Mich verwundert, dass der uC diese und noch weitere Berechnungen in einer PWM Periode unterbringen kann. Wo und wie die PLL eingebracht wird (wie diese hier überhaupt funktioniert), ist mir aber noch immer schleierhaft.
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>Eine PFC-Boost-Schaltung benötigt eine Drossel
Das ganz oben ist aber ein Buck Konverter und nachdem ich anfänglich
auch glaubte das geht doch garnicht, ist mir inzwischen klar: Netzseitig
ein Filter mit ordentlich Rippelstromfester Kapazität und ein
Freilaufzweig sprich Diode zwischen U+ und U- sonst zerlegt sich alles
wenn plötzlich abgeschaltet wird. Die Pulsmusterberechnung dürfte ein
bischen abenteuerlich werden ist aber machbar.
Interesse an einer Zusammenarbeit?
viel Erfolg
hauspapa
magic s. schrieb: > Eine PFC-Boost-Schaltung benötigt eine Drossel auf der > Wechselstromseite. Einphasig oder dreiphasig, aktive Gleichrichtung oder > nicht sei mal dahingestellt. Wenn die Schaltung (mit einer zweiten > Drossel nach der Halbbrücke) nun als Buck-Converter arbeitet, würde die > Drossel auf der Wechselstromseite ebenfalls bestromt. Beim Abschalten > der oberen Hälfte der Brücke bläst sie der Halbbrücke dann wegen der > Spannungsspitze das Licht aus bzw. sorgt mindestens für einen schlechten > Wirkungsgrad. > > Zweitens funktioniert eine mit FETs bestückte Halbbrücke IMMER als > voller Gleichrichter, daran läßt sich wegen der Stromflußrichtung und > der internen Body-Dioden der FETs nichts ändern. Folglich erreicht eine > derartige Schaltung keine Spannung unterhalb der gleichgerichteten > Netzspannung. Mir ist immer noch nicht klar was du meinst. Wo siehst du das Problem mit den obig erwähnten Topologien? Es gibt durchaus Gleichrichterschaltungen (einstufig, also ohne die Spannung erst hochzusetzen) die einen sinusförmigen Strom aufnehmen und eine Spannung die wesentlich kleiner als die gleichgerichtete Netzspannung liefern. Die mir bekannnten Schaltungen haben keine Induktivitäten in der Zuleitung auf der AC Seite liegen (von Filterinduktivitäten wegen EMI abgesehen). Wegen der PLL: Die PLL wird dazu verwendet das rotierende Koordinatensystem mit der Netzspannung zu synchronisieren. Der Einfachheit halber wählt man das dq Koordinatensystem so, dass die q Komponenten (Imaginärteil) gleich Null wird. Dies könnte man auf einfache Art und Weise erreichen indem man die Netzspannung misst und den Momentanwinkel (
) als Winkel zur reelen Achse (alpha-Achse) zur Koordinatentransformation verwendet. Das ist jedoch sehr ungünstig in Bezug auf Rauschen. Stattdessen wird das rotierende Koordinatensystem mit der PLL nachgeführt. Dabei wird der Raumzeiger in dq Koordinaten transformiert und die Rotationsfrequenz des Koordinatensystem so geregelt, dass die q Komponente stets Null ist. Das Koordinatensystem "läuft" somit mit dem Netz mit.
magic s. schrieb: > Eine PFC-Boost-Schaltung benötigt eine Drossel auf der Aber die Obige ist doch eine explizite Buck-Topologie. > Wechselstromseite. Einphasig oder dreiphasig, aktive Gleichrichtung oder > nicht sei mal dahingestellt. Wenn die Schaltung (mit einer zweiten > Drossel nach der Halbbrücke) nun als Buck-Converter arbeitet, würde die > Drossel auf der Wechselstromseite ebenfalls bestromt. Beim Abschalten > der oberen Hälfte der Brücke bläst sie der Halbbrücke dann wegen der > Spannungsspitze das Licht aus bzw. sorgt mindestens für einen schlechten > Wirkungsgrad. Hast Du das erste eingestellte PDF bereits gelesen? > > Zweitens funktioniert eine mit FETs bestückte Halbbrücke IMMER als > voller Gleichrichter, daran läßt sich wegen der Stromflußrichtung und > der internen Body-Dioden der FETs nichts ändern. Wenn denn die Body-Dioden nicht entgegen der Dioden in Reihe mit den FETs orientiert sind wie in der obigen Buck-Topologie. Oder beziehst Du Dich jetzt auf etwas anderes?
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@hauspapa und noch einer hehe :) alle guten dinge sind drei. Danke für den Hinweis hauspapa. Die Diode hatte ich vergessen einzuzeichnen. Deshalb hier die korrigierte Variante. Wenn Du mit der Zusammenarbeit uns beiden Greenhorns meinst, dann sehr gerne. Ein ordentliches Maß an Geduld müsstest Du aber für uns mitbringen. Lebst Du in der Nähe unserer Hauptstadt? Wenn Du magst, kannst Du mich anschreiben. noch einer schrieb: > Wegen der PLL: Die PLL wird dazu verwendet das rotierende > Koordinatensystem mit der Netzspannung zu synchronisieren. Der > Einfachheit halber wählt man das dq Koordinatensystem so, dass die q > Komponenten (Imaginärteil) gleich Null wird. Dies könnte man auf > einfache Art und Weise erreichen indem man die Netzspannung misst und > den Momentanwinkel (
) als Winkel zur reelen > Achse (alpha-Achse) zur Koordinatentransformation verwendet. Das ist > jedoch sehr ungünstig in Bezug auf Rauschen. Bis hierhin ist das Vorgehen für mich nachvollziehbar. Nehme an, das gemeinte Rauschen ist mit dem Rauschen der Spannungsmessung verbunden, wodurch das Koordinatensystem mehr oder weniger leicht "wackeln" würde. > Stattdessen wird das rotierende Koordinatensystem mit der PLL > nachgeführt. Heisst, dass es immer noch relativ zum Netzraumzeiger stehend ist(?). > Dabei wird der Raumzeiger in dq Koordinaten transformiert > und die Rotationsfrequenz des Koordinatensystem so geregelt, dass die q > Komponente stets Null ist. Das Koordinatensystem "läuft" somit mit dem > Netz mit. Auf die Gefahr hin mich jetzt noch dümmer anzustellen. Wenn nicht Nulldurchgangserfassung und nicht Spannungsmessung, woher bezieht denn die PLL ihre Information? Stehe hier immer noch auf dem Schlauch. Danke Dir nochmals für das geteilte Wissen und die Geduld. Das gleiche gilt für Alexander.
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Der Trick mit der PLL ist eigentlich folgender: Misst Du jederzeit die Netzspannungen und rechnest Dir die Zeiger aus kannst Du danach natürlich regeln. Macht jedes Standard PFC ReglerIC so. Jetzt hast Du aber ein Problem das das nicht besonders gut funktioniert weil da 5. Oberwelle & Co. drauf sind, ab und zu Rundsteuersingale daherkommen und ähnliche Spässe. Mit den Messwerten fütterst Du jetzt eine PLL die nachregelt wenn sich im Netz etwas ändert. Da sich das Stromnetz besonders hinsichtlich Frequenz nicht so ruckartig ändert (viele drehende Massen) hast Du für Frequenz und Phasenlage damit ein verlässlicheres System als die Momentanwertmessung. Ein hübsch gemachter Stromregler und die Katze rennt. Zeit zu schlafen hauspapa
Christof K. schrieb: > Wenn nicht Nulldurchgangserfassung und nicht Spannungsmessung, woher > bezieht denn die PLL ihre Information? Stehe hier immer noch auf dem > Schlauch. Du misst nach wie vor deine netzseitigen Spannungen. Bottom line: Spannungsmessung (entweder alle 3 Größen A,B,C oder nur zwei Größen A,B und dann berechnet man C mittels: A+B+C=0)
Christof K. schrieb: > Meine Annahme mit der oben verlinkten Grundlage wäre die halbe Arbeit > erledigt, geht wohl etwas daneben. > Mich verwundert, dass der uC diese und noch weitere Berechnungen in > einer PWM Periode unterbringen kann. > Wo und wie die PLL eingebracht wird (wie diese hier überhaupt > funktioniert), ist mir aber noch immer schleierhaft. Ich bin im Moment an einer ähnlichen Sache dran. Fakt ist, dass ich die komplette mathematische Abhandlung hinter den PLL-Varianten in den TI-Dokumenten auch nicht restlos verstehe. Meine Restlaufzeit ist dafür zu kurz, und daran wird sich auch nicht mehr viel ändern. Das was da beschrieben ist reicht mir aber aus um es anzuwenden. Mit anderen Worten für den Anfang und ohne über fette FETs, IGBTs oder sonst was nachzudenken. Man braucht erstmal ein Grundgerüst in der Software. D.h. es sind erst mal Takt, ADC, DAC, DMA, CAN(jedenfalls bei mir) und der HRTIM1 beim STM32F334 in Betrieb zu nehmen. Dann sollten die DSP-Berechnungen im PWM-Takt von z.B. 20KHz ablaufen. Hier machen aber die üblichen ADC-Beispiele keinen Sinn die nach dem Muster arbeiten ADC starten und werten bis fertig. Hier muss der HRTIM1 den ADC triggern, der muss wiederum eine Messsequenz für die nötigen Kanäle abfahren, die Ergebnisse per DMA ablegen und dann im DMA-Fertig Interrupt kanns mit frischen Strom und Spannungswerten losgehen. Dadurch, dass der ganze Messvorgang automatisiert in Hardware abläuft, hast du noch fast die ganzen 50us für die Berechnungen übrig. Für die PLL allein gehen 4-5us drauf, eine einzige double Aktion dazwischen bringt u.U. locker einen Faktor 10 in der Zeit ein. Der o.g. Controller macht es einem relativ leicht, da man ab jetzt zu Testen einfach bestimmte Signale auf den DAC legen kann und dann mit dem Oszi was zum Analysieren hat. Wenn du dann z.B. die gemessenen Spannungswerte in die PLL schiebst, musst du an Ausgang der PLL ein phasengleiches Signal messen können das spannungsmäßig nicht von der Eingangsspannung abhängig ist. Weiterhin gibt dir die PLL den aktuellen Winkel (Theta). Ich würde sagen, wenn du an dieser Stelle angelangt bist können wir die Diskussion wieder aufnehmen. Anderenfalls wird die Erkenntnis reifen: "Je tiefer man einsteigt desto mehr weiß man dass man nichts weiß". Ich sitze seit einer ganzen Weile schon mit einen kleinen Nucleo STM32F334 Board an der Sache. Das o.g. Zusammenspiel der Hardwarebaugruppen in dem uC ist schon "etwas" komplexer als das übliche Gelabere. Ich persönlich hasse die HAL-Treiber von ST und verwende sie auch nicht. Sie hätten das ganze Verständnis für diese Sache auch nur zusätzlich erschwert. Trotzdem kommt erst mal an diesem Punkt an, dann sehen wir weiter. Vor allem könnt ihr dann besser einschätzen ob das realistisch ist oder nicht. Und ihr braucht am Ende nicht Kistenweise unbenutzte Leistungshalbleiter hier im Forum verticken...
S. K. schrieb: > Der Trick mit der PLL ist eigentlich folgender: > > Misst Du jederzeit die Netzspannungen und rechnest Dir die Zeiger aus > kannst Du danach natürlich regeln. Macht jedes Standard PFC ReglerIC so. > Jetzt hast Du aber ein Problem das das nicht besonders gut funktioniert > weil da 5. Oberwelle & Co. drauf sind, ab und zu Rundsteuersingale > daherkommen und ähnliche Spässe. > Mit den Messwerten fütterst Du jetzt eine PLL die nachregelt wenn sich > im Netz etwas ändert. Da sich das Stromnetz besonders hinsichtlich > Frequenz nicht so ruckartig ändert (viele drehende Massen) hast Du für > Frequenz und Phasenlage damit ein verlässlicheres System als die > Momentanwertmessung. > > Ein hübsch gemachter Stromregler und die Katze rennt. > > Zeit zu schlafen > hauspapa Danke, jetzt verstehe ich wieder mehr. Würde ich nur den momentanen Messwert zur Bestimmung des Netzwinkels heranziehen, könnte der ermittelte Winkel durch mitgemessene Oberwellen oder durch ADC-Rauschen von dem Grundschwingungswinkel abweichen. Grob wie ich das verstehe - die PLL erzeugt aus einer Reihe nacheinander gemessener Werte ein reines Sinus-Signal unbekannter (weil nicht relevanter) Amplitude, mit einer beliebigen Frequenz, die synchron zur Frequenz des gemessenen Signals ist. Für unsere Anwendung würde die PLL in einem Raumzeiger resultieren, der der mit der Kreisfrequenz des Netzes rotiert. Quasi einen reinen Sinus mit 50Hz der deckungsgleich auf der Grundschwingung des Netzes liegt.(?) Hoffe ich liege jetzt nicht voll daneben...Miauz
Alexander schrieb: > Christof K. schrieb: >> Wenn nicht Nulldurchgangserfassung und nicht Spannungsmessung, woher >> bezieht denn die PLL ihre Information? Stehe hier immer noch auf dem >> Schlauch. > Du misst nach wie vor deine netzseitigen Spannungen. Bottom line: > Spannungsmessung (entweder alle 3 Größen A,B,C oder nur zwei Größen A,B > und dann berechnet man C mittels: A+B+C=0) Danke. Die Berechnung der fehlenden Spannung war mir wenigstens bekannt. Wobei hier die Frage - bei zwei gemessenen Spannungen kann ich bei Phasenausfall, grundsätzlich unsymmetrischem Netz oÄ die dritte Spannung nicht mehr zuverlässig berechnen. Wäre es in der angepeilten Leistungsklasse nicht angeraten alle drei Phasen zu messen?
temp schrieb: > Mit anderen Worten > für den Anfang und ohne über fette FETs, IGBTs oder sonst was > nachzudenken. An sich hast Du recht. Wir arbeiten hier an zu vielen Baustellen. Wobei uns schon wichtig war und ist, in welche Richtung die Fahrt geht. > Man braucht erstmal ein Grundgerüst in der Software. D.h. > es sind erst mal Takt, ADC, DAC, DMA, CAN(jedenfalls bei mir) und der > HRTIM1 beim STM32F334 in Betrieb zu nehmen. Dann sollten die > DSP-Berechnungen im PWM-Takt von z.B. 20KHz ablaufen. Hier machen aber > die üblichen ADC-Beispiele keinen Sinn die nach dem Muster arbeiten ADC > starten und werten bis fertig. Hier muss der HRTIM1 den ADC triggern, > der muss wiederum eine Messsequenz für die nötigen Kanäle abfahren, die > Ergebnisse per DMA ablegen und dann im DMA-Fertig Interrupt kanns mit > frischen Strom und Spannungswerten losgehen. Dadurch, dass der ganze > Messvorgang automatisiert in Hardware abläuft, hast du noch fast die > ganzen 50us für die Berechnungen übrig. Da sind wir iA mit dem STMf4 dran. Und stolpern ständig über die Unzulänglichkeiten des HAL-Treibers :/ Tripple ADC Messung vom Timer getriggert, DMA Transfer funktioniert soweit. Wobei wir hier noch intransparente Probleme mit dem DMA bei mehreren sequentiellen Messungen im Tripple-Modus haben. Beim F3 bleibt ja ohnehin nur der duale Modus. Vllt gibt's dann auch keine Probleme mehr. Auf den HRTIM1 freue ich mich auch schon. Noch ist der F3 nicht angegangen worden. 6 FETs mit Pulsmustern die mehrfach ihren Zustand während einer Periode ändern betreiben, sollte der aber beherrschen? Vllt etwas genauer - was mich bei dem Timer etwas stutzig macht, dass er laut Beschreibung keinen up/down-counting Modus besitzt. Dennoch sollte man mit ihm Pulsmuster, die einem up/down Timer entsprächen, ohne weiteres generieren können? > Für die PLL allein gehen 4-5us > drauf, eine einzige double Aktion dazwischen bringt u.U. locker einen > Faktor 10 in der Zeit ein. > Der o.g. Controller macht es einem relativ leicht, da man ab jetzt zu > Testen einfach bestimmte Signale auf den DAC legen kann und dann mit dem > Oszi was zum Analysieren hat. > Wenn du dann z.B. die gemessenen Spannungswerte in die PLL schiebst, > musst du an Ausgang der PLL ein phasengleiches Signal messen können das > spannungsmäßig nicht von der Eingangsspannung abhängig ist. Das ist ja ein wertvoller Tip! > Weiterhin > gibt dir die PLL den aktuellen Winkel (Theta). > Ich würde sagen, wenn du an dieser Stelle angelangt bist können wir die > Diskussion wieder aufnehmen. Anderenfalls wird die Erkenntnis reifen: > "Je tiefer man einsteigt desto mehr weiß man dass man nichts weiß". Von Tag zu Tag! > Ich sitze seit einer ganzen Weile schon mit einen kleinen Nucleo > STM32F334 Board an der Sache. Das o.g. Zusammenspiel der > Hardwarebaugruppen in dem uC ist schon "etwas" komplexer als das übliche > Gelabere. Ein konkrete Frage zu dem Board. Hast Du eine eigene Spannungsversorgung und Referenzspannung für die ADCs realisiert (geht das hier überhaupt?) oder arbeitest Du mit der gelieferten Verdrahtung? Welche Erfahrung hast Du hier gemacht? > Ich persönlich hasse die HAL-Treiber von ST und verwende sie > auch nicht. Sie hätten das ganze Verständnis für diese Sache auch nur > zusätzlich erschwert. Anfänglich schien es mit HAL einfacher. Aber was das Verständniss angeht, hast Du recht. Zudem bieten sie scheinbar nicht alle Optionen, die man nutzen möchte. Oder einige Funkionen sind untrennbar in einer Funktion zusammengefasst - besonders bei der Trippel-ADC Messung haben wir hiermit ein Problem. Wahrscheinlich werden wir in den sauren Apfel beißen müssen und die HAL-Treiber nicht mehr verwenden. > Trotzdem kommt erst mal an diesem Punkt an, dann > sehen wir weiter. Vor allem könnt ihr dann besser einschätzen ob das > realistisch ist oder nicht. Und ihr braucht am Ende nicht Kistenweise > unbenutzte Leistungshalbleiter hier im Forum verticken... Hehe. Machen wir
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Wäre es in der angepeilten Leistungsklasse nicht angeraten alle drei Phasen zu messen? Kommt darauf an. Eine Spannungsmessung ist derart billig zu haben, sowohl was Geld als auch Bauraum angeht, das währe sparen am falschen Ende. Meist wird eher bei der Strommessung gespart, aber selbst oder gerade da würde ich den 3. Stromsensor spendieren. Das kann einen sonst bei der Platzierung von KOndensatoren zu Verbesserung des EMV Verhaltens böse einholen. In der Folge darf man sich dann wieder überlegen wie man damit umgeht das die Summe dreier Messungen Null ergeben sollte, in der Praxis das aber durch Messungenauigkeiten nicht stimmt. nicht den Mut verlieren hauspapa
S. K. schrieb: > Wäre es in der angepeilten Leistungsklasse nicht angeraten alle drei > Phasen zu messen? > > Kommt darauf an. Eine Spannungsmessung ist derart billig zu haben, > sowohl was Geld als auch Bauraum angeht, das währe sparen am falschen > Ende. Wir bleiben dann gerne bei den drei Phasen. >Meist wird eher bei der Strommessung gespart, aber selbst oder > gerade da würde ich den 3. Stromsensor spendieren. Das kann einen sonst > bei der Platzierung von KOndensatoren zu Verbesserung des EMV Verhaltens > böse einholen. Das verstehe ich nicht so recht? Du beziehst Dich auf die räumliche Anordnung? > In der Folge darf man sich dann wieder überlegen wie man damit umgeht > das die Summe dreier Messungen Null ergeben sollte, in der Praxis das > aber durch Messungenauigkeiten nicht stimmt. Oje...ja. > > nicht den Mut verlieren Danke :) wir bleiben am Ball!
@temp Sag mal, für welches PLL Verfahren hast Du Dich nach Deiner Untersuchung entschieden?
Christof K. schrieb: > was mich bei dem Timer etwas stutzig macht, dass er > laut Beschreibung keinen up/down-counting Modus besitzt. Dennoch sollte > man mit ihm Pulsmuster, die einem up/down Timer entsprächen, ohne > weiteres generieren können? Das ist nicht nötig, da es genügend Compare-Register gibt die die Ausgänge bedienen. Alles was normalerweise nötig ist hat der. Auch mehrere Comperatoren die man direkt für die Fault-Protection nutzen kann, ohne dass dafür noch Software laufen muss. > Tripple ADC Messung vom Timer getriggert, DMA Transfer funktioniert > soweit. Wobei wir hier noch intransparente Probleme mit dem DMA bei > mehreren sequentiellen Messungen im Tripple-Modus haben. Beim F3 bleibt > ja ohnehin nur der duale Modus. Vllt gibt's dann auch keine Probleme Tripple ADC Messungen habe ich nicht vorgesehen und sind meiner Meinung nach auch nicht nötig. Der ADC ist so eingestellt dass er alle Kanäle nacheinander bedient. Die Wandlungszeit kann man bis auf 0,2us runter einstellen + ein paar ADC-Takte Samplingzeit. 16 verschiedene oder gleiche Kanäle kann der dann nacheinander mit einen Rutsch per DMA in den Speicher schaufeln, währenddessen die Verarbeitung der letzten Periode läuft. Genügend ADCs um alles parallel zu messen (3*U 3*I am Eingang +....) gibts bei keinem Controller. Ausserdem reden wir hier von verseuchter Netzspannung wo alles andere relevant ist aber nicht ob die Messungen mit 1 oder 2us Versatz ausgeführt werden. Christof K. schrieb: > Ein konkrete Frage zu dem Board. Hast Du eine eigene Spannungsversorgung > und Referenzspannung für die ADCs realisiert (geht das hier überhaupt?) > oder arbeitest Du mit der gelieferten Verdrahtung? Welche Erfahrung hast > Du hier gemacht? Nein, darüber denke ich zur Zeit noch nicht nach. Erst mache ich mal den Softwareteil in fliegender Verdrahtung ohne Leistungen. Absolute Werte sind auch für mich hier nicht so wichtig. Die AC kopple ich kapazitiv auf 1/2Vdd ein. Das ist für die PLL ausreichend. Als Stromsensor habe ich einen LEM HTB 50-TP /SP5 dran. Der ist zwar auch nicht so besonders schnell, dafür gabs den bei eBay preiswert.
>Das verstehe ich nicht so recht? Du beziehst Dich auf die räumliche >Anordnung? nein auf die Elektrische: Wenn Du zum erreichen eines definierten EMV Verhaltens zB. Kondensatoren zwischen DC Seite und den Sternpunkt vom Netz benötigst hast Du plötzlich einen AC Pfad an der Elektronik vorbei und die Stromsumme geht plötzlich nicht mehr auf. >Tripple ADC Messungen habe ich nicht vorgesehen und sind meiner Meinung >nach auch nicht nötig. Der ADC ist so eingestellt dass er alle Kanäle >nacheinander bedient. Da hängt jetz viel von Schaltfrequenz und Regelungskonzept ab. Für die Spannungen ist es egal, die ändern sich mit 50Hz. Wenn Du 20kHz incl. Ripple Messen möchtest also mit 150kHz Bandbreite aufwärts solltest Du für so eine Aussage erst eine Fehlerrechnung machen. Vermutlich landest Du aber bei einem Messfehler <0,1% Wenn Du den Strom genauso glattbügelst wie wie die Spannung (was man normal nicht tut). Ist es natürlich egal. Für Sachen wie Samplingzeitpunkte ist es meiner Meinung nach noch etwas zu früh. Lastenheft, Pflichentenheft, Blockschaltbild, Anforderungen an die Schnittstellen zwischen den Blöcken, Ausdetailieren der einzelnen Blöcke So im groben sollte man sich an die Reihenfolge halten. mal ein sachlicher Faden, wie schön hauspapa
S. K. schrieb: > Da hängt jetz viel von Schaltfrequenz und Regelungskonzept ab. Für die > Spannungen ist es egal, die ändern sich mit 50Hz. Wenn Du 20kHz incl. > Ripple Messen möchtest also mit 150kHz Bandbreite aufwärts solltest Du > für so eine Aussage erst eine Fehlerrechnung machen. Vermutlich landest > Du aber bei einem Messfehler <0,1% Wenn Du den Strom genauso > glattbügelst wie wie die Spannung (was man normal nicht tut). Ist es > natürlich egal. Was heißt Fehler? Es geht nicht um genaue Messungen. Jede Messgröße wird bei 20kHz einmal pro 50us gemessen. Ob der relative Punkt 2us früher oder später liegt spielt da keine Rolle solange es nicht jittert. Jedenfalls nicht für meinen Anwendungsfall. S. K. schrieb: > Lastenheft, Pflichentenheft Das sind Sachen die ich für mein privates Hobby nicht brauche.
Christof K. schrieb: > was mich bei dem Timer etwas stutzig macht, dass er > laut Beschreibung keinen up/down-counting Modus besitzt. Dennoch sollte > man mit ihm Pulsmuster, die einem up/down Timer entsprächen, ohne > weiteres generieren können? Da mach dir mal keine Sorgen. Up-Down count oder up-count oder down-count ist im Endeffekt nebensächlich. Der Unterschied liegt lediglich in den generierten Oberwellen, die bei der Schaltfrequenz liegen. Das sollte deine PFC nicht sonderlich beeinflussen.
>Da mach dir mal keine Sorgen. Up-Down count oder up-count oder >down-count ist im Endeffekt nebensächlich. Nein der Unterschied ist ob in der Mitte des Pulses ein Event erzeugt wird mit dem z.B. ein ADC gestartet werden kann. Leistungselektroniker tasten gerne in der Mitte von (dreieckigen) Rippelströmen ab... Eigentlich haben die STM32 aber ziemlich mächtige Timer. Näher beschäftigt habe ich mich aber nur mit den 103ern. schönen Abend hauspapa
S. K. schrieb: > Nein der Unterschied ist ob in der Mitte des Pulses ein Event erzeugt > wird mit dem z.B. ein ADC gestartet werden kann. Leistungselektroniker > tasten gerne in der Mitte von (dreieckigen) Rippelströmen ab... Das stimmt. Das geht meiner Meinung nach allerdings eher in die Richtung "optimale" Regelung. Die dahinterliegende Theorie beim Abtasten der mittleren Pulsbreite liegt in der mitte von dreieckigen Rippelströmen der gefilterte (mittlere) Wert liegt. Leider habe ich meinen Arbeitscomputer nicht bei mir, allerdings sollte das folgende Bild anschaulich genug sein: https://www.maximintegrated.com/en/images/appnotes/4087/4087Fig03.gif Und der innerhalb einer Pulsbreite mittlere Wert ist die gefilterte, netzseitige Ausgangsgröße. Wenn man nun lediglich up-count hat, misst man nicht mehr den mittleren Wert, sondern etwas vom Ripple. Das macht die ganze Regelung ein wenig unrund, sollte m.W.n. aber dennoch irgendwie stabil sein - oder nicht? > Eigentlich haben die STM32 aber ziemlich mächtige Timer. Näher > beschäftigt habe ich mich aber nur mit den 103ern. > > schönen Abend > hauspapa Dir auch
>Vllt etwas genauer - was mich bei dem Timer etwas stutzig macht, dass er >laut Beschreibung keinen up/down-counting Modus besitzt. Für STM32F405/415, STM32F407/417, STM32F427/437 und STM32F429/439 Center-aligned mode (up/down counting) Seite 520 im reference manual (RM0090) Für STM32F303xB/C/D/E, STM32F303x6/8, STM32F328x8, STM32F358xC, STM32F398xE Seite 538 im reference manual (RM0316) Für andere Typen sollte das zumindest auf Timer 1&8 auch verfügbar sein. nur Detail am Rande hauspapa
Hallo S.K Da hast Du Dir ja Arbeit gemacht! Ja definitiv können die das. Wir werden aber den STM32f334R8 nutzen. Diese Reihe in der f3-Familie, ist speziell für Power Conversion gedacht und hat einen High-Resolution Timer an Bord - den HRTIM (Seite 621ff. im ref. manual). Dieser kann bis zu zehn Outputs mit einer wahnsinnig hohen Auflösung bis zu ca 217ps bedienen. (wenn's denn einer braucht) Auch wenn er den Center-Alligned Modus nicht mitbringt, so kann man mit seiner Hilfe ein Signal mehrfach während einer PWM-Periode toggeln (wenn ich das richtig verstanden habe). Also gute Möglichkeiten seine Regelung zu optimieren. Zudem bringt er noch einiges mehr an Funktionalität mit als ein "normaler" Timer. S.K. schrieb: > Lastenheft, Pflichentenheft, Blockschaltbild, Anforderungen an die > Schnittstellen zwischen den Blöcken, Ausdetailieren der einzelnen > Blöcke Ein wenig existiert hier handschriftlich und gezeichnet. Bald auch digital. Alexander schrieb: > Das macht die ganze Regelung ein wenig unrund, sollte m.W.n. aber > dennoch irgendwie stabil sein - oder nicht? Warum dann nicht besser machen, wenn's geht? Evtl kann der HIRES Timer einen anderen Timer triggern, welcher dann wiederum den ADC triggert.
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@temp Nochmal die Frage, welche PLL Methode wüsstest Du zu empfehlen? Du hattest welche miteinander verglichen, wenn ich mich recht entsinne? Du sagtest, Du würdest ohne Leistung arbeiten - wie nutzt Du dann den LEM-Wandler in Deiner Proto-Regelung? Oder ziehst Du kleine Leistungen und hast viele Windungen um den Wandler?
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Christof K. schrieb: > Nochmal die Frage, welche PLL Methode wüsstest Du zu empfehlen? Du > hattest welche miteinander verglichen, wenn ich mich recht entsinne? > Ich habe die bei TI mit Sogi beschriebene verwendet. Ich bin aber nur 2phasig unterwegs, deswegen ist das für euch nicht relevant. > Du sagtest, Du würdest ohne Leistung arbeiten - wie nutzt Du dann den > LEM-Wandler in Deiner Proto-Regelung? Oder ziehst Du kleine Leistungen > und hast viele Windungen um den Wandler? Ich bin einfach mit der Software noch nicht soweit. Der LEM ist auch nicht für cycle by cycle Sachen vorgesehen. Und ja, mehrere Windungen sind am Anfang ein probates Mittel. Beim STM32F334 hat jeder der 6 Einzeltimer(A-E) im HRTIM1 4 Compareregister. Damit kann jeder der zugehörigen 2 Ausgänge zu jedem Zeitpunkt eines Zyklus auf 0 oder 1 gesetzt werden. Für eine active Graetz-Brücke mit gleichzeitigem Boost-Wandler sind die üblichen PWM Erzeugungsmethoden, bei denn nur 1 Register das PWM-Verhältnis bestimmt, nicht ausreichend. Da kommt auch mindestens noch 1 Comperator mit ins Spiel. Wie kommt ihr auf diesen Quark? > Evtl kann der HIRES Timer einen anderen Timer triggern, welcher dann > wiederum den ADC triggert. Den ADC oder die ADCs kannst du vom im HRTIM1 enthaltenen Mastertimer triggern lassen. Der hat auch 4 Compareregister aber keine Ausgänge nach draußen.
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> Der LEM ist auch > nicht für cycle by cycle Sachen vorgesehen. Da wir noch nicht so viel Ahnung von der Materie haben - was heißt hier speziell " cycle by cycle Sachen"? Nebenbei: Empfiehlt sich für die Gleichstrommessung ein sehr schneller Sensor? Bisher haben wir den ACS758LCB-100U-PFF-T in Betracht gezogen. Ist die Response Time von 4us evtl ein Ausschlusskriterium? > Beim STM32F334 hat jeder der 6 Einzeltimer(A-E) im HRTIM1 4 > Compareregister. Damit kann jeder der zugehörigen 2 Ausgänge zu jedem > Zeitpunkt eines Zyklus auf 0 oder 1 gesetzt werden. Für eine active > Graetz-Brücke mit gleichzeitigem Boost-Wandler sind die üblichen PWM > Erzeugungsmethoden, bei denn nur 1 Register das PWM-Verhältnis bestimmt, > nicht ausreichend. Da kommt auch mindestens noch 1 Comperator mit ins > Spiel. Bisher lernen wir ja noch am f4 mit "normalen" Timern. Daher die Frage aus Interesse - wären Pulsmuster wie im Bild an einem Ausgang des HIRES-Timers möglich? Wie kommt hier der Komparator ins Spiel? Legt man z.B. an einen Pin etwa ein Dreiecksignal an und verschneidet einen PWM-Ausgang damit? > Wie kommt ihr auf diesen Quark? >> Evtl kann der HIRES Timer einen anderen Timer triggern, welcher dann >> wiederum den ADC triggert. > Den ADC oder die ADCs kannst du vom im HRTIM1 enthaltenen Mastertimer > triggern lassen. Aus Mangel an Erfahrung (gar keine) mit dem HIRES-Timer. Wenn man einen Standard Timer nur aufwärts zählen lässt, könnte man einen anderen Timer mit diesem triggern, der wiederum Center-Alligned ist und den ADC beim Update Event triggert.
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Jede Schaltflanke kostet Schaltverluste. Man macht also nur die, die unbedingt nötig sind und dreht dafür die Schaltfrequenz so hoch, das man a) noch genug Zeit zum Messen und Rechnen hat und b) einen die Schaltverluste nicht umbringen in Form von Wärme oder schlechtem Wirkungsgad. Warum dann hohe Schaltfrequenz? bringt a) Regeldynamik b) kleinere, leichtere,verlustärmere und überhaupt bezahlbare Drosseln und c) kleinere,leichtere,usw... Kondensatoren. Für besonders schräge Pulsmuster solltest du also eine gute Begründung parat haben. Eine Reise von tausend Meilen beginnt mit einem einzigen Schritt.(Laotse) hauspapa
Christof K. schrieb: > Bisher lernen wir ja noch am f4 mit "normalen" Timern. Daher die Frage > aus Interesse - wären Pulsmuster wie im Bild an einem Ausgang des > HIRES-Timers möglich? Ja ist möglich. Christof K. schrieb: > Bisher haben wir den ACS758LCB-100U-PFF-T in Betracht gezogen. Ist die > Response Time von 4us evtl ein Ausschlusskriterium? denke nicht Christof K. schrieb: > cycle by cycle Sachen Wenn ein aktiver Gleichrichter mit BOOST (ala PFC) gebaut werden soll, dann muss man den FET ausschalten (und damit den PWM Ausgang) wenn der Strom 0 wird den die Drossel treibt. Sonst würde der Strom danach wieder aus dem Ladeelko zurückfließen. Das zu detektieren ist mit den ADCs nicht so besonders gut möglich. Ausser man benutzt benutzt die Spezialmodies des ADCs vom 334 was sicher gehen kann, da er bis runter zu 0.2µs Wandlungszeit gehen soll. Häufiger wird dazu aber ein Comperator verwendet. Von ein paar Windungen dünnen Draht als Zusatzwicklung auf der (PFC)-Drossel wird das Signal abgegriffen. Christof K. schrieb: > Aus Mangel an Erfahrung (gar keine) mit dem HIRES-Timer. > Wenn man einen Standard Timer nur aufwärts zählen lässt, könnte man > einen anderen Timer mit diesem triggern, der wiederum Center-Alligned > ist und den ADC beim Update Event triggert. Mir fehlt wahrscheinlich die Intelligenz um zu verstehen was du hier willst, und wer dir den Floh mit dem Center-Alligned als Grundbedingung (für was eigentlich) ins Ohr gesetzt hat. Nochmal zum Verstehen: Wenn deine PWM von 0-10 geht, kannst du den Pin bei 4 einschalten und bei 6 aus. Oder bei 3 ein und 7 aus. Oder bei 2 ein und 8 aus. Denn ADC triggerts du dann immer auf 5 und er ist immer in der Mitte. Was ist daran so schwer?
Guten Abend :) S. K. schrieb: > Jede Schaltflanke kostet Schaltverluste. Man macht also nur die, die > unbedingt nötig sind und dreht dafür die Schaltfrequenz so hoch, das man > a) noch genug Zeit zum Messen und Rechnen hat und b) einen die > Schaltverluste nicht umbringen in Form von Wärme oder schlechtem > Wirkungsgad. Danke hauspapa. a und b sind mir soweit bekannt. Was mich hier noch für die Zukunft zu a) interessieren würde... Ich habe mal einen von einem Xmega gesteuerten(!) Wechselrichter gebaut (ja man glaubt es kaum - der funktioniert sogar) und hier alle Berechnungen für die nächste PWM-Periode in der Update-IRQ ablaufen lassen. Dafür wurde ich von einigen "Erfahrenen" beinahe gesteinigt. Wo sonst sollte man sicher gehen können, dass die Berechnungen zur rechten Zeit erledigt werden sollten? > Warum dann hohe Schaltfrequenz? > bringt a) Regeldynamik b) kleinere, leichtere,verlustärmere und > überhaupt bezahlbare Drosseln und c) kleinere,leichtere,usw... > Kondensatoren. a) ist mir bisher unbekannt, da ich mit Regelungen bisher nicht viel gemacht habe (außer in Simulink). Wie kann man das verstehen? Es wird im Endeffekt "schneller" geregelt? > Für besonders schräge Pulsmuster solltest du also eine gute Begründung > parat haben. Gerne :P In der Arbeit zu der ich hier Beitrag "Re: Galvanische Trennung - ja oder nein bei 230V" verlinkt habe, erklärt der Verfasser, (frei) bei bestimmten Sektorübergängen, wenn schaltverlustoptimierte Schaltmuster eingesetzt würden, sei eine Anpassung der Pulsmuster notwendig, um Netzstromverzerrungen zu reduzieren (S.91ff, besonders S.99, 106-107). Wobei von anderen (im Forum) an dieser Stelle behauptet wurde, bei f_PWM>20kHz sei mit solchen Problemen nicht zu rechnen. Er verweist aber auf S.97 auf [34] und [35] - wobei beide (besonders [35]) leider noch nicht in meine Hände geraten sind. Hierfür muss ich noch irgendwie bestenfalls kostenlosen Zugang zu IEEE Veröffentlichungen bekommen. In [35] wird aber mWn mit 20kHz gearbeitet. > Eine Reise von tausend Meilen beginnt mit einem einzigen > Schritt.(Laotse) Profan aber weise und passend - gefällt mir! :) Du scheinst ja einen interdisziplinären Fundus an Weisheiten mitzubringen! Abendliche Grüße Christof
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Christof K. schrieb: >> Warum dann hohe Schaltfrequenz? >> bringt a) Regeldynamik b) kleinere, leichtere,verlustärmere und >> überhaupt bezahlbare Drosseln und c) kleinere,leichtere,usw... >> Kondensatoren. > a) ist mir bisher unbekannt, da ich mit Regelungen bisher nicht viel > gemacht habe (außer in Simulink). Wie kann man das verstehen? Es wird im > Endeffekt "schneller" geregelt? Jedenfalls erfolgt eine schnellere Reaktion, ich meine jetzt nicht im Regler, sondern in der Auswirkung. Je höher die Schaltfrequenz, desto häufiger (also relativ gesehen schneller) kann überhaupt eine Anpassung über die Leistungsschalter erfolgen. Und "Cycle-by-Cycle Current Limiting" erklärt sich dann selbst, mit den letzten beiden Begriffen.
temp schrieb: > Ja ist möglich. Faszinierender Timer! > Christof K. schrieb: >> Bisher haben wir den ACS758LCB-100U-PFF-T in Betracht gezogen. Ist die >> Response Time von 4us evtl ein Ausschlusskriterium? > > denke nicht Das stimmt schon mal zuversichtlich. Weiß jemand eigentlich, welche Genauigkeiten bei der Messung eines Gleichstromes zwischen 0-50A mit einer Methode und vertretbarem Aufwand üblich sind? > Christof K. schrieb: >> cycle by cycle Sachen > > Wenn ein aktiver Gleichrichter mit BOOST (ala PFC) gebaut werden soll, > dann muss man den FET ausschalten (und damit den PWM Ausgang) wenn der > Strom 0 wird den die Drossel treibt. Sonst würde der Strom danach wieder > aus dem Ladeelko zurückfließen. Das kann ich noch nicht ganz nachvollziehen. Hieße das, der Elko würde dadurch die Ausgangsspannung schlechter glätten und unnötig belastet werden. Oder gibt es noch weitere Einwände? > Das zu detektieren ist mit den ADCs > nicht so besonders gut möglich. Ausser man benutzt benutzt die > Spezialmodies des ADCs vom 334 was sicher gehen kann, da er bis runter > zu 0.2µs Wandlungszeit gehen soll. Häufiger wird dazu aber ein > Comperator verwendet. Von ein paar Windungen dünnen Draht als > Zusatzwicklung auf der (PFC)-Drossel wird das Signal abgegriffen. Das hört sich abenteuerlich an. Der Komparator dient also dazu den Ausgang unabhängig von den zugehörigen Compare-Registern auf Low zu ziehen...? Ist das ein übliches Mittel? > Mir fehlt wahrscheinlich die Intelligenz um zu verstehen was du hier > willst, und wer dir den Floh mit dem Center-Alligned als Grundbedingung > (für was eigentlich) ins Ohr gesetzt hat. > > Nochmal zum Verstehen: Wenn deine PWM von 0-10 geht, kannst du den Pin > bei 4 einschalten und bei 6 aus. Oder bei 3 ein und 7 aus. Oder bei 2 > ein und 8 aus. Was ist daran so schwer? Ich bezog mich auf die obige Diskussion, den Strom zu messen, wenn er seinen Mittelwert durchschreitet, was uA bei einer Messung um die Mitte einer PWM Periode der Fall sein soll. Zudem kenne ich die Center-Alligned Methode von Wechselrichtern her, mit der man Oberwellen der Motorströme reduzieren kann. Was der HRTIM so alles kann, weiß ich ja noch nicht genau. > Denn ADC triggerts du dann immer auf 5 und er ist immer > in der Mitte. Das heißt, Du würdest ein zusätzliches Compare-Register für die Triggerung des ADC benötigen?
Alfred B. schrieb: Je höher die Schaltfrequenz, desto > häufiger (also relativ gesehen schneller) kann überhaupt eine Anpassung > über die Leistungsschalter erfolgen. Klingt plausibel. Danke. Habe ich das richtig in Erinnerung, dass eine "schnelle" Regelung wiederum Schwingungen der Führungsgröße zur Folge haben kann? Oder bringe ich hier etwas durcheinander? Ich konnte ja nicht die Finger davon lassen, bereits jetzt die obere Topologie mit verschiedenen Treibern vereinfacht zu simulieren. Dabei hat die Simulation mit galvanisch getrennten Treibern funktioniert. Mit Bootstrap basierten Treibern jedoch, funktioniert die Simu nicht wie erwartet bis gar nicht. Selbst kann ich mir das nicht erklären - eigentlich sollten doch Bootstrap-Treiber auch funktionieren können...oder liegt es vielleicht an der Simulation?
Christof K. schrieb: > Klingt plausibel. Danke. Habe ich das richtig in Erinnerung, dass eine > "schnelle" Regelung wiederum Schwingungen der Führungsgröße zur Folge > haben kann? Oder bringe ich hier etwas durcheinander? Wenn die Regelung zu schnell ist, kann es Überschwinger geben. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/Xqt_Regler.png https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberschwingen > Ich konnte ja nicht die Finger davon lassen, bereits jetzt die obere > ...oder liegt es vielleicht an der Simulation? Vielleicht könntest du dein Wissen mit uns teilen, und deine Simulationen hier zur Verfügung stellen. Dann haben andere eine Chance, dir gezielt zu helfen.
Alexander schrieb: > Christof K. schrieb: >> Klingt plausibel. Danke. Habe ich das richtig in Erinnerung, dass eine >> "schnelle" Regelung wiederum Schwingungen der Führungsgröße zur Folge >> haben kann? Oder bringe ich hier etwas durcheinander? > Wenn die Regelung zu schnell ist, kann es Überschwinger geben. > https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/Xqt_Regler.png > https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberschwingen Warum Wiki wenn's auch Forum geht ;) Danke. >> Ich konnte ja nicht die Finger davon lassen, bereits jetzt die obere >> ...oder liegt es vielleicht an der Simulation? > > Vielleicht könntest du dein Wissen mit uns teilen, und deine > Simulationen hier zur Verfügung stellen. Dann haben andere eine Chance, > dir gezielt zu helfen. Gerne, wenn ich wieder im Hause bin.
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