Hallo Zusammen, Hab da mal eine Frage :-) Meine Skizze im Anhang... Wir haben mit einer Vollbrücke (PWM 10kHz Ansteuerung) bis anhin "DC" Spannungen moduliert und den entsprechenden Strom gemessen. Wir verwenden einen Controller der ATMEL SAM4S Serie... Die Filtergrenzfrequenz nach dem OP liegt momentan bei ~160Hz. Wie sieht das ganze aber nun bei der Modulierung von einer Wechselspannung aus (zB Sinus 50Hz)? Welche Möglichkeiten gibt es um mit dem bestehenden Aufbau (Skizze) einen AC Strom zu messen/rechnen? Muss hierbei über die ADC Konfiguration was gemacht werden? Bis anhin konnten wir zyklisch über unsere Applikation abfragen. Ist nun ein Abgleich zwischen PWM und ADC Trigger nötig? Danke im Voraus für eure Hilfe! MfG Max
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Egal wie die Schalter S1 bis S4 schalten, es fließt immer ein Gleichstrom durch R51 und R52. Da die beiden Widerstände sowieso parallel geschaltet sind, können sie auch durch nur einen Widerstand ersetzt werden, dann wird auch nur noch ein OP benötigt.
Welcher Wert soll es sein Ieff, I_scheitel oder i(t)? https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/diagramm/02010713.gif Der ADC kann mit max. 1MHz abtasten.
Ach Du grüne Neune schrieb: > Egal wie die Schalter S1 bis S4 schalten, es fließt immer ein > Gleichstrom durch R51 und R52. Wenn S2 und S4 offen und S1 und S3 geschlossen sind, fließt kein Strom durch die Widerstände! Ach Du grüne Neune schrieb: > Da die beiden Widerstände sowieso > parallel geschaltet sind, Das dürfte wohl ein simpler Zeichenfehler in der Skizze sein. Max B. schrieb: > Ist nun ein > Abgleich zwischen PWM und ADC Trigger nötig? Sicher! Der ADC muss mit der PWM synchronisiert werden.
Da hat sich wohl ein Zeichnungsfehler eingeschlichen... Natürlich ist jeder Widerstand separat pro Halbbrücke und auf einen OP geführt! Wir möchten den Messwiderstand nicht in Serie zum Leistungspfad sondern gegen Masse. Wir haben zwei Messwiderstände gesetzt um auch den Strom in "Freilauf" messen zu können (S2/4 geschlossen, S1/3 offen) zB. bei induktiven Lasten. Bei der Umsetzung der Abtastung ADC für AC Signale happert es aber nun ordentlich... Harlekin schrieb: > Welcher Wert soll es sein Ieff, I_scheitel oder i(t)? Wir benötigen den Effektivwert. Falls I_scheitel erfassen mit ADC einfacher... Wäre dies für uns auch eine Möglichkeit zu rechnen. Thomas E. schrieb: > Sicher! Der ADC muss mit der PWM synchronisiert werden. Wie geht man bei einer solchen synchronisation vor? Welche Mechanismen auf Controller Ebene können hierfür verwendet werden? Grüsse Max
> Thomas E. schrieb: >> Sicher! Der ADC muss mit der PWM synchronisiert werden. >Wie geht man bei einer solchen synchronisation vor? Welche >Mechanismen auf Controller Ebene können hierfür verwendet >werden? Nun, der PWM Puls, resp die passenden Flanke davon startet den ADC.
Max B. schrieb: > Wie geht man bei einer solchen synchronisation vor? Welche Mechanismen > auf Controller Ebene können hierfür verwendet werden? Ich habe mir das Datenblatt vom uC nicht angeguckt (habe nur mein Smartphone zur Verfügung). Aber für gewöhnlich verwendet man bei Wechselrichtern einen Up-Down count (Dreieck anstatt Sägezahn) und und läuft in die ISR, wenn der Counter bei Top oder Bottom ist. Dort wird der aktuelle Messwert vom ADC Register ausgelesen) und für die Regelung verarbeitet. Wann der ADC nun zeitlich misst, kommt ganz auf die Anwendung darauf an, und wie rechenintensiv die Regelung ist. Aufgrund der digitalen Regelung hast du eine Totzeit eingebaut, die deine Phasenreserve verringert, so dass du uU eine instabile Regelung hast. Die Totzeit bestimmt sich durch wann die Messung abgeschlossen ist (der Messwert also parat für die Regelung in der ISR ist) und wann die ISR die Regelung ausführt. Die Totzeit soll so klein wie möglich sein (um genügend Phasenreserve beizubehalten), aber so groß wie nötig um nicht eine weitere halbe Schaltperiode zu verschenken (denn dann ist die Totzeit um eine halbe Schaltperiode größer). Grundsätzlich: Wie steht es um eure Kenntnisse in der digitalen Regelung? Ist das von mir oben erklärte einleuchtend oder chinesisch? Gruß
Al3ko -. schrieb: > Max B. schrieb: >> Wie geht man bei einer solchen synchronisation vor? Welche Mechanismen >> auf Controller Ebene können hierfür verwendet werden? > > Ich habe mir das Datenblatt vom uC nicht angeguckt (habe nur mein > Smartphone zur Verfügung). Aber für gewöhnlich verwendet man bei > Wechselrichtern einen Up-Down count (Dreieck anstatt Sägezahn) und und > läuft in die ISR, wenn der Counter bei Top oder Bottom ist. Dort wird > der aktuelle Messwert vom ADC Register ausgelesen) und für die Regelung > verarbeitet....... Danke für deine ausführliche Antwort! Kenntnisse in digitalen Regelungstechnik sind vorhanden und es klingt erfreulicherweise nicht chinesisch für mich! :-) Wir verwenden den gemessenen Strom lediglich zur Anzeige und benötigen den Wert nicht in einem Regelkreis. Es soll also via ADC mit "geringem" Aufwand gemessen werden können. Gäbe es noch andere Möglichkeiten anstellen von via Counter bei Top/Bottom zu tiggern?
Max B. schrieb: > Wir verwenden den gemessenen Strom lediglich zur Anzeige und benötigen > den Wert nicht in einem Regelkreis ah, dann vergiss den ganzen Kram, den ich geschrieben habe. :-)
Al3ko -. schrieb: > Max B. schrieb: >> Wir verwenden den gemessenen Strom lediglich zur Anzeige und benötigen >> den Wert nicht in einem Regelkreis > > ah, dann vergiss den ganzen Kram, den ich geschrieben habe. :-) Entschuldige, dass ich diese Info unterschlagen haben. :-) Hättest du evtl. noch einen anderen Ansatz den Effektivwert zu ermitteln?
Al3ko -. schrieb: > Welche Modulationsart für DC /AC verwendest du? Wir verwenden eine sign magnitude modulation.
Harlekin schrieb: > Hat die Last induktive oder kapazitive Anteile? Habe eine Last mit Induktivität.
Max B. schrieb: > Habe eine Last mit Induktivität. Also haben wir beispielsweise eingeschaltet einen Strom durch S1 und S4, somit eine positive Spannung an RS2 (zunehmend). Im ausgeschalteten Zustand den Freilaufstrom durch die Dioden in S2 und S3 sowie eine negative Spannung an RS1 (abnehmend). Für den effektiven Laststrom müssen die Momentanwerte (RS2 und RS1) quadriert, über die Zeit integriert, gemittelt und schlussendlich die Quadratwurzel gezogen werden. Konsequenzen: OP muss mit negativen Spannungen klar kommen. Oder negative Spannung abklemmen und Kurvenverlauf rekonstruieren. max. Abtastung 1MHz => Grenzfrequenz Verstärker 500kHz reicht dies um den Strom genügend aufzulösen? => Stromverlauf untersuchen
Max B. schrieb: > Welche Möglichkeiten gibt es um mit > dem bestehenden Aufbau (Skizze) einen > AC Strom zu messen/rechnen? Bitte nicht gleich hauen jetzt: Ist das Problem dabei der Platz? 50Hz- AC-Ströme kann man i. A. sehr einfach mit einem billigen Stromwandler messen.
Harlekin schrieb: > Also haben wir beispielsweise eingeschaltet einen Strom durch S1 und S4, > somit eine positive Spannung an RS2 (zunehmend). Im ausgeschalteten > Zustand den Freilaufstrom durch die Dioden in S2 und S3 sowie eine > negative Spannung an RS1 (abnehmend). Da wäre es wohl geschickter, je nach Polarität der aktuellen Halbwelle entweder S2 oder S4 permanent einzuschalten und die jeweils andere Halbbrücke mit PWM zu steuern. Dann wechselt der Strom durch den jeweiligen Widerstand nicht die Richtung im PWM-Takt.
Für H Brücken kann man zwischen bipolar und unipolar modulation unterscheiden. bewirkt das selbe, hat aber unterschiedliche Oberwellen. Zum Thema Effektivwert: Wie wäre es mit einer FFT, und entsprechend die Grundwelle durch sqrt(2) teilen?
Wie wäre denn ein bipolarer current sense amplifier mit einem Shunt in dem Lastpfad? Bei einigen kannst du die nullspannung auf z.B. REF/2 legen und mit dem ADC eben den Laststrom bipolar messen.
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