Hallo liebe µC Gemeinde, aktuell habe ich die Aufgabe, einen einstellbares Netzteil zu entwickeln. Dieses soll eine Ausgangsspannung von bis zu 12V haben und um die 15 bis 20A Strom liefern können soll. Ich habe ein Festspannungsnetzteil das mir 48V zur Verfügung stellt, da der Platz sehr begrenzt ist soll der einstellbare Teil möglichst klein werden. Außerdem wird ein recht dynamischer Betrieb benötigt (schneller reagierende Strombegrenzung, ggf. verschiedene Waveforms ausgeben). Ich vermute also das ich um eine recht hohe Schaltfrequenz nicht herum komme. Bei meiner Recherche bin ich auf das LMG5200 von TI gestoßen. Mein Plan wäre es jetzt ein Netzteil mit 3 bis 4 Phasen zu bauen, die jeweils von einem LMG5200 befeuert werden. Meine Erfahrung beschränkt sich aktuell auf diskrete Schaltregler die im 100KHz+ Bereich betrieben wurden, allerdings immer mit entsprechenden Regler-ICs. Da das Netzteil über CAN, UART und USB steuerbar sein soll werde ich in diesem Fall wohl nicht um eine Steuerung per µC herumkommen. Daher komme ich jetzt zu meiner eigentlichen Frage. Hat jemand Erfahrungen mit dem TI Modul und hat ggf. Tipps für mich? Außerdem wäre ich auch dankbar über Tipps welcher µC sich eignen würde um solch eine Aufgabe zu erfüllen. LG Justin
Ich hab den LMG5200 mal in einem Muster benutzt. Sehr beeindruckend, was das Teil kann. Probleme: Übel in der Verarbeitung von Hand, da die PADs unter dem Bauteil verschwinden. Vor allem, wenn beim Testen einer kaputt geht. Ansonsten schon etwas anspruchsvoll beim Layout. Bei diesen Schaltgeschwindigkeiten ist das schon ziemliche HF Technik. Strombegrenzung war einigermassen zu handhaben. Als Prozessor hatte ich den STM32F334 für die PWM benutzt. Klappte sehr gut. Gibt aber inzwischen neuere STM32G4xx Typen, die mehr Speicher haben. Mir hatte es gereicht. Am Ende hab ich den DRV8412 benutzt, reicht für 250kHz und 5Apeak. Technisch schöner ist der LMG5200, aber reichlich teurer und aufwändiger.
Wir haben hier mehrere im Einsatz und sie funktionieren tadellos. Lohnen tun sie sich aber wirklich erst wenn die Schaltfrequenz in den MHz Bereich geht. Wenn man einen Reflow Ofen bzw. eine Heißluftlötstation hat ist das Löten eher kein Problem. Wenn du keine besondere Kühlung vorsehen willst würde ich nicht viel mehr als 4 bis 5A pro FET machen, von daher bist du mit deinen 3 bis 4 Phasen schon in der richtigen Richtung. Die Erhöhung der Schaltfrequenz macht tatsächlich kaum einen Unterschied im Vergleich zu den Drain Strömen an sich. Ich meine mich an ca. 100mW Schaltverluste bei 3MHZ zu erinnern. Beim Layout solltest du auf jeden Fall aufpassen. Masseflächen sind bei dem Ding tödlich und sollten vor allem unter den Ausgängen vermieden werden. Die Schaltfrequenz an sich macht da noch einen kleinen Teil, die rise time von diesem Ding ist so abartig das du massive Kapazitive Kopplungen bekommst. Es gibt aber recht gute Layout Leitfaden von TI. Auch die Abblockekondensatoren sind extrem Wichtig, verwende mehrere um einen möglichst breitbandigen Filter zu bekommen. Wir haben bei uns 6 Stück an der "HV" Seite und nochmal 4 an an VCC für den Treiber. Diese liegen in µF, nF und pF Bereich. Welche Größen genau kommt natürlich auf deine Schaltfrequenz an, da bietet sich der Red Expert von WE an, die haben zu all ihren Kondensatoren Impedanzmessungen und man kann die richtigen Größen relativ gut raussuchen. Auch größere Bulk Kondensatoren sind zu empfehlen. Zur Ansteuerung würde ich einen STM32G4 empfehlen, der HR Timer bekommt auch im MHz Bereich noch ein hochauflösendes PWM hin. Außerdem hat der Timer diverse fault lines die auch über die integrierten Komparatoren angesprochen werden können (bspw. Notfallabschaltung bei Überstrom). Zudem kannst du die Phasen sehr einfach Synchronisieren und ein Phase-Shift PWM erzeugen. Der F3 kann das prinzipiell auch, allerdings schaden der höhere Takt und CORDIC, FMAC nicht, wenn du noch Waveforms etc. realisieren willst. Wenn die Induktivität nicht zu groß ist sollte die Strombegrenzung auch kein Problem sein, sofern der Regler schnell genug Läuft.
Alles klar, danke schonmal für den Input. Ich werde mich jetzt mal daran probieren und eine Prototypen-Platine entwerfen. Den G4 muss ich mir mal genau anschauen, das was ich auf den 1. Blick so gesehen habe sieht aber vielversprechend aus.
Justin G. schrieb: > Hallo liebe µC Gemeinde, > > aktuell habe ich die Aufgabe, einen einstellbares Netzteil zu > entwickeln. Dieses soll eine Ausgangsspannung von bis zu 12V haben und > um die 15 bis 20A Strom liefern können soll. > Ich > vermute also das ich um eine recht hohe Schaltfrequenz nicht herum > komme. Wenn Du vermutest dann solltest Du dir von Anfang an eine gute Hilfe holen die Dir unter die Arme greifen kann. Es ist kein Fehler wenn man nicht alles kann, es ist ein gravierender Fehler sich dann nicht beizeiten Unterstützung zu holen. Aber: ein 250W-Netzteil ist jetzt nicht so die große Tragik, Du solltest "nur" über das Spulendesign Bescheid wissen, denn die Datenblätter von Würth etc sind nach wie vor voller Fallstricke, vor allem wenn die Schaltfrequenzen nach oben gehen. > Bei meiner Recherche bin ich auf das LMG5200 von TI gestoßen. Mein Plan > wäre es jetzt ein Netzteil mit 3 bis 4 Phasen zu bauen, die jeweils von > einem LMG5200 befeuert werden. Meine Erfahrung beschränkt sich aktuell > auf diskrete Schaltregler die im 100KHz+ Bereich betrieben wurden, mit welcher Leistung? > allerdings immer mit entsprechenden Regler-ICs. Da das Netzteil über > CAN, UART und USB steuerbar sein soll werde ich in diesem Fall wohl > nicht um eine Steuerung per µC herumkommen. Der LMG5200 hat keinen Deadtime-schutz, Du solltest also wissen was Deine Software macht. In jeder ns, die der Prozessor arbeitet. Eventuell also über 2 CPUs nachdenken: 1 Prozessor schupft die Kommunikation und Visualisierung, der andere macht den harten Echtzeitkrempel. > > Daher komme ich jetzt zu meiner eigentlichen Frage. Hat jemand > Erfahrungen mit dem TI Modul und hat ggf. Tipps für mich? Außerdem wäre > ich auch dankbar über Tipps welcher µC sich eignen würde um solch eine > Aufgabe zu erfüllen. > Wir arbeiten in dem Bereich mit LPC15xx und nutzen die SCTs für diese Dinge. Allerdings relativ statisch (ca. 30kHz, Timing"auflösung" 14ns) Was mM nach wichtig wäre (und warum wir die LPCs gewählt haben): Schau das das Werkl quasi wie eine Hardware-Statemaschine ohne SW läuft. Die SW modifiziert "nur" die Parameter der Statemaschine wenn nötig. Damit kann die SW durchaus einen Jitter in der Abarbeitungszeit haben ohne das der Jitter auf die HW durchschlägt. Das hat bei uns div. Vorteile, vor allem kann damit sehr schnell auf Notfälle reagiert werden (ein State nennt sich "Not aus" und wird angesprungen wenn ein Pin von extern getriggert wird -> Reaktionszeit ein Maschinenzyklus + Pin-Delay, bei uns also ca. 20ns.... mit den Laufzeiten durch die div. Treiber sind also in weniger als 60ns die FETs abgeschalten... Wenn (wie bei uns) 100A ausreißen sind 50ns als Reaktionszeit ausreichend um sie ohne weitere Schäden im System einzufangen. Viel Erfolg!
MiWi schrieb: > Der LMG5200 hat keinen Deadtime-schutz, Du solltest also wissen was > Deine Software macht. In jeder ns, die der Prozessor arbeitet. Eventuell > also über 2 CPUs nachdenken: 1 Prozessor schupft die Kommunikation und > Visualisierung, der andere macht den harten Echtzeitkrempel. Das macht der HR Timer vom G4 in Hardware. Der generiert bis zu 6 komplementäre PWM Signale mit dead time in seiner Timer Hardware inkl. Synchronisation über den Master Timer. Die Software setzt nur den DC. Wenn man die fault lines der internen Komparatoren nutzt (oder auch die externen) und mit der Strommessung koppelt kann die Software komplett abschmieren und das Teil schaltet sich bei Überstrom trotzdem ab.
Guest schrieb: > MiWi schrieb: >> Der LMG5200 hat keinen Deadtime-schutz, Du solltest also wissen was >> Deine Software macht. In jeder ns, die der Prozessor arbeitet. Eventuell >> also über 2 CPUs nachdenken: 1 Prozessor schupft die Kommunikation und >> Visualisierung, der andere macht den harten Echtzeitkrempel. > > Das macht der HR Timer vom G4 in Hardware. Der generiert bis zu 6 > komplementäre PWM Signale mit dead time in seiner Timer Hardware inkl. > Synchronisation über den Master Timer. Die Software setzt nur den DC. > Wenn man die fault lines der internen Komparatoren nutzt (oder auch die > externen) und mit der Strommessung koppelt kann die Software komplett > abschmieren und das Teil schaltet sich bei Überstrom trotzdem ab. Ich kenn den G4 nicht, Danke für die Info.
Hallo, Ich bin Bastler und habe mir die Evaluation Platine " BOOSTXL - 3PHGANINY". Als Prozessor bzW Platine nehme ich den Arduino DUE, Der Grund ist, ich habe einen fixen Aufbau und eine sehr große Library. https://forum.arduino.cc/index.php?board=87.0 Das sollte zu einer Minimalschaltung führen. 3 Signalleitungen (+ Masse und Stromversorgung) vom DUE zum Boostxl. Am Eingang der BOOSTXL - Platine mit einem Inverter-IC 74AC04 aus PWM_AH das Signal PWM_LO machen. (so auch für B und C) Darf man einen 3 Phasen-Funktionsgenerator so aufbauen ?
max123 schrieb: > Hallo, > Ich bin Bastler und habe mir die Evaluation Platine " BOOSTXL - > 3PHGANINY". Als Prozessor bzW Platine nehme ich den Arduino DUE, > Der Grund ist, ich habe einen fixen Aufbau und eine sehr große Library. > https://forum.arduino.cc/index.php?board=87.0 > > Das sollte zu einer Minimalschaltung führen. 3 Signalleitungen > (+ Masse und Stromversorgung) vom DUE zum Boostxl. Am Eingang der > BOOSTXL - Platine mit einem Inverter-IC 74AC04 aus > PWM_AH das Signal PWM_LO machen. (so auch für B und C) > > Darf man einen 3 Phasen-Funktionsgenerator so aufbauen ? Fange bitte einen neuen Thread an wenn Du nicht ausdrücklich mit dme LMG5200 arbeitest. Und dort bilde bitte Sätze die auch für andere verständlich sind. Danke.
>Fange bitte einen neuen Thread an wenn Du nicht ausdrücklich mit dme >LMG5200 arbeitest. Und dort bilde bitte Sätze die auch für andere >verständlich sind. Das BOOSTXL ist ein Evaluation Board. Dieses hat einen LMG5200. Siehe ti.com und BOOSTXL eingeben.
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