Aktivno opterecenje sa digitalnom kontrolom

[Macola]

ulazni trimer i otpornik R2 moraju fizicki biti iza sent otpornika na liniji napajanje - sent jer ce pad napona na vodovima mase da se dodaje u postavljeni napon. Zbog toga mozete imati gresku a ako radite sa mpc kontrolom i korekcijom los raspored elemenata moze dovesti do oscilovanja ispravljajuci gresku uzrokovanu padom napona izmedju pota (odnosno mpc mase) i otpornika R2

Potpuno ispravno Jevreme!

Pravila kontrole putanja struja uvek treba ispoštovati.
"Razbio" sam se pišući o tome po ovom forumu.
Na stotine komentara baš o tom problemu.

Pozz

[Jevrem]

Radili smo uredjaj od 2000A na 60mV sentu i imali smo stalno curenje struje od 150mA. Greska je bila u smestanju otpornika ka masi na pojacavacu greske. Pomerili smo ga 1 cm dalje na putanju iza D/A i dobili cistu nulu. potrosnja d/a je na tom 1cm pravila pad napona od tih 4,5 mikro volti

[Macola]

Baš tako Jevreme!

Shunt (Burden) otpornik ima 4 izvoda: 2 za merenu struju, 2 za detekcionu opremu.

Na jednom od ta dva izvoda za detekcionu opremu mora završiti zvezdište mernog pojačavača.

Pozdrav drugar

[Risto]

Hvala Macola puno stvari se razjasnilo sad. Hvala i ostalima

Evo shema. Ako moze neko da posavetuje sta ne valja.
Ostavio sam sve tri kompenzacije od macole, pa cu da postavljam po potrebi ako uspem sve da izrutiram.

Jos uvek je IRFZ48N umest IRF540.
Koristim internu referencu u MCU od 4V za ADC.

IC4D, prilagodjava impedansu za A/D konvertor, po datasheetu 10k max.

Inace nisam bio u pravu

@Macola Van toga, ono što je rečeno u prvom postu (Risto) da 9,5V ne može "otvoriti" IRFZ48N je nemoguće

Verovatno je brljalo zato sto sam u to vreme imao oscilacije koje je macola objasnio u postu.


Da li je dovoljna interna zastita adc u pic-u?

[Macola]

Nema na čemu Risto,

Šema je u principu ok, osim što na ulaze ADC možeš staviti 1K ukoliko želiš da koristiš veće brzine uzorkovanja, a ako uzorkuješ sporije mogu ostati 10K.

Zvezdište naprave, tj AGND PIC i sve ostale AGND, ti fizički mora završiti u donjoj tački shunt otpornika. U tvom slučaju nisu velike struje, ali zlatno pravilo je kod velikih struja da se one dovode pod pravim uglom u odnosu na AGND i sense krajeve merno-regulacionog sklopa.
Pošto se kod tebe radi o shunt-u od 0.5R, sa 0-5V iz PWM DAC možeš zadati od 0-5A. To i nisu neke strašne struje pa pravilo pravog ugla ne mora biti striktno. Ujedno, kod 5A na tom shunt možeš očekivati 12.5W discipacije, pa predvidi prostor za tako velike shunt otpornike.

Uređaj ćeš najlakše kompenzovati tako što ćeš umesto signala iz PWM DAC dovesti na njegov ulaz pravougaoni signal od 2.5Vpk čija donja zaravan neće biti baš nula V već neku stotinu mV, frekvencije oko 1 KHz.
Ispravljač koji snabdeva drain mosfeta tada mora biti sposoban za 2.5A, a ako imaš slabiji onda koristi manju amplitudu pravougaonog signala. (seti se da ti je karakeristika strujnog ponora 1A/V zadatka iz DAC)

Na red sa drain mosfeta staviš jednu prigušnicu napravljenu sa onim čuvenim žuto-belim storage jezgrom od 27mm prečnika, iz starog ATX napajanja, namotanu sa možda 20-tak navoja Cul oko 1mm.
Taj kalem će ti "odglumeti" veoma dugačke kablove i povećaće sklonost ka oscilacijama maksimalno.

Pratiš osciloskopom napona na samom izlaznom pinu op-amp koji je gate drive.
Bez kompenzacije će ti se tu pojaviti svašta baš, i kada počneš da primenjuješ mere rezultat će ti biti sve bolji.

Kada na izlazu tog op-amp dobiješ pravougaoni signal sa jednim
overšatom koji se brzo smiruje, napravio si odličan strujni ponor, i istovremeno si napravio jedan osrednji A class pojačavač, gde ti nedostaje samo izlazni trafo na drainu :-).

Primer na šta bi trebalo da ti liči oscilogram sa izlaza pomenutog op-amp imaš u poslednjoj fotki sa ovog posta: http://forum.yu3ma.net/showthread.php?ti...4#pid28504

Kod tebe taj overšat treba da bude intenzivniji i da se javlja i na prelasku sa silazne ivice na donju zaravan.

Posle svega toga ukloniš onu prigušnicu "uzurpatora" i vozi Miško.

Pozdrav

P.S.

Korišćenjem snažnijeg i bržeg op-amp za gate drive, od tog sklopa se može dobiti odličan A class pojačavač sa izlaznim transformatorom, koji bi i zvučao poput SE lampaša.
Na primer TDA2006 uz korišćenje +-15V za napajanje...

Na ulaz IC4A bi se kroz par desetina K doveo DC nivo iz nekog trimer pot. i to bi bilo podešavanje radne mirne struje, a iza tog otpornika, tj direktno na pin 3 od IC4A, kroz blok od par uF, audio signal.

I eto nam takozvanog "no feedback" A class pojačavača.

P.P.S.

Zaboravih da ti odgovorim u vezi zaštita ulaza ADC-a.
Možeš staviti zenerice 5V1 na pinove i po jednu šotki kontradiodu.
To je "tvrđa" varijanta od internih zaštita, a pošto ti je reff 4V, daleko je od dela na kojoj zenerica počinje da provodi (to nije inače 5V1 već koju stotinu mV manje).

[Risto]

Evo nacrtao sam nesto, da li valja?

Zakacio sam vise pdf-ova, ne znam na kojem se najbolje vidi....

[Risto]

mali update.
Podebljao sam vod na sorsu.

[Macola]

Dobro je Risto. Evo ti neke malecke izmene na tvom pdf, sa komentarom oko toga.


  board4-1.pdf (Size: 118,57 KB / Downloads: 37)

Tu sam ti demonstrirao jednostavne metode za kontrolu putanja većih struja.

Pozz

[Macola]

Nadam se da se u Acrobat readeru vide ove moje beleške i linije, pošto sam ih uradio u Foxit readeru?

Trebalo bi ali nisam siguran.

Javite da li se vide, da znam za drugi put.

[Ubledeli]

vidi se, samo uvek daj objasnjenje u recenicu dve, posto ce se ovo i naknadno citati vise puta.

[Macola]

Pa objašnjenje je najbolje dato sličicom potrebnog "reza" na pcb.

Takvim rezovima se pregrađuju tokovi jednih struja od nekih drugih struja.
Uski rezovi na poligonima mase ne umanjuju bitno efektivni presek i njenu površinu, ali zato precizno diktiraju putanje određenih strujnih kola.

U tome je poenta i to je jedna od sitnica dobre veštine sa pcb kod power elektronike.

[Risto]

Evo ispravio.
Napravio i plocicu nabrzinu, ali nisam bas zadovoljan kako je ispala.
Ponovo sitne rupice po debljim vodovima..

Kada budem zavrsio program i istestirao objavicu kompletnu dokumentaciju

[Macola]

Super!
Malo ćeš morati da se poigraš kompenzacijom da bi dobio odličnu spravu, ali biće to zahvalna alatka.

Ako umesto LM324 staviš na primer MC33274, onda bi ta sprava mogla da radi i za tranzijentna ispitivanja čak i iznad audio opsega. Inače MC33274 se može najdirektnije implementirati umesto LM324, samo sa naravno neuporedivo boljim perforrmansama.

Kao i LM324, MC33274 je četvorostruki op-amp sa istim rasporedom i mogućim Single Supply, takođe isto toleriše (i to mu je common mode sposobnost) napon na oba ulaza = Vee ili -Vee (zavisno od toga da li je single ili split napajanje). To je inače osobina svih op-amps sa PNP tranzistorima na ulazu.
Jedino što je MC33274 superioran sa svim osobinama u odnosu na stari dobri LM324, inače se u 99% situacija može koristiti kao direktan suplement za LM324.

Dualni "brat" od LM324 je LM358, a njegov superiorni suplement je MC33272.

Pričam ovo jer je često potreban manji ofset i veća brzina nego što je ima LM324, koji je odličan i jevtin, ali na žalost nije napravljen za neke preterano zahtevne aplikacije, već kao dobar jevtini op-amp univerzalne namene.
Njegov dualni "brat" LM358 ima skoro identične osobine kao i LM324, samo što ih je dva u kućištu.

Pozz

[Risto]

Izlemio sam i sklopio. Digitalni deo radi, ali imam problema sa stabilizacijom.
Ukljucio bez kompenzacije, bilo je oscilacija.
Pa sam krenuo jedno po jedno, ali do kraja nista nije pomoglo.

Nisam radio test sa spoljasnjim cetvrtkama, jer valjda prvo treba da bude stabilan u obicnom radu?

A gde naci taj MC33274.
Mogao bi da napravim poredjenje u radu sa lm324 i MC33274. Samo da li ga ima u srbiji?


P.S. cak mi je i zasvirao mosfet, kad sam se igrao sa vrednostima kondenzatora i otpornika. Pa su oscilacije usle u cujni opseg pretpostavljam
Mozda na kraju bude zvucnik od ovoga a ne dummy load

[Risto]

EDIT:::
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Nisam siguran zasto ali izgleda da su problem bile one kompenzacije.
Sada sam ih izbacio sve i proradilo je bez oscilacija.

Prvi put kad sam ukljucivao kada jos nisam zalemio komponente za kompenzaciju, bio sam zaboravio da zalemim otpornik od shunta do op-ampa, pa zato nije radilo.

Pokusacu da uradim sad onaj test sa kalemom i cetvrtkama. Pa cu da vidim kako ce da se ponasa


P.S. nemogu mi da editujem post, proslo je 60min

[Risto]

Da dodam jos nesto.
Problem je pravila kompenzacija 1), nisam siguran zasto ali sa 100pF nije htelo da radi, sada sam smanjio na 1pF, sada radi, ali nisam siguran da taj 1pF pored kapacitivnosti izmedju vodova nesto uopste znaci...

Razmisljao sam da li je moguce spojiti paralelno preostali opamp sa ovim koji vozi gate, pa tako da dobijemo vecu struju. Koliko sam shvatio to dovodi do oscilacija, sporo praznjenje i punjenje kapaciteta mosfeta?

Zapravo sve radi ok dok ne dodam onaj kalem. To mu onda dodje previse i nemoze da se nosi sa tim.
Takodje ni ove ostale kompenzacije nisu pomogle nista tome.
Nisam siguran kako tacno rade ove kompenzacije, pa da izracunam pojedinacne vrednosti komponenti, da odsece frekvencije smetnji.

[Macola]

Nisam bio tu nekoliko neko duže vreme...

Risto,

Pogrešno nameštena kompenzacija će napraviti suprotno do onoga što treba da spreči, tj. izazvaće oscilovanje.

Onaj koji tvom sklopu "trese kavez" je ta induktivnost u zoni drejna. Tim se testira stabilnost dummy load, jer ne možeš uvek očekivati da imaš kablove do testiranog ispravljača od 5 cm.

Da bi se ta grupica pasivnih komponenti za kompenzaciju izračunala, potrebno je precizno znati kašnjenje sklopa i sve parazitne veličine koje ga prate.
Ponekad je to lakše dobiti empirijski, pogotovo kada su nam nepoznati ti parazitni parametri.

Sada, kada si dobio koliko toliko stabilan rad sa tim odsustvom kompenzacije, prvo treba da mu "zatreseš kavez" sa pravougaonim signalom iz nekog generatora.

Onda polako počneš da pipkaš po kompenzaciji, počevši od veličina koje su prvo mnogo veća impendansa o postojećih u povratnoj vezi. Ispravljaš polako "zmije" na zaravni, koje se pojavljuju posle tranzijenta, prateći pri tom sa dva kanala skopa, paralelno izvorni signal i njegovu pretpostavljenu repliku na shunt.

Tek posle toga dodaš kalem u drejn i tada si ga ozbiljno ugrozio. To naknadno kompenzuješ i ako uspeš onda sprava može raditi i kao tranzijentni load a i kao statički load.

Ukoliko žeiš tu napravu samo kao statički load, onda možeš izbeći kompenzaciju dodavanjem omanjeg bajpas kondenzatora između drejna i donjeg kraja shunt, povezujući ga što kraćom putanjom između te dve tačke. Kondenzatora reda stotine nF do par uF.
Onda će sve potrebno zadovoljiti interna kompenzacija LM324.

Operacioni pojačavači koji su interno kompenzovani (kao LM324 i MC33274) se mogu pralelovati ovako:


  paralel_op.pdf (Size: 3,97 KB / Downloads: 18)

I ako paraleluješ slobodnu četvrtinu od LM324 onom što je gate drive, sigurno ćeš poboljšati performanse naprave i uanjiiti potrebu za kompenzacijama jer imaš dvostruki kapacitet struje za gejt i istovremeno ti je Rg upola manji. Odnosno manje kašnjenje odziva mosfeta.

Naravno, postoji još sijaset načina za povećanje izlazne struje op-amp, sa sklopom koji neće unositi kašnjenje, odnosno kašnjenje će težiti nultom.

Evo jednog od primera sa ultrabrzim strujnim bufferom koji hladno radi do iznad stotine MHz sa dotičnim tranzistorima:


  curr_boost.pdf (Size: 5,08 KB / Downloads: 19)

Mirna struja se namesta emiterskim otpornicima izlaznog komplementarnog para i emiterskim otpornicima pobudnog para.
Još bolja situacija se dobija ako se R5 i R6 zamene strujnim izvorima.

Može to na mnogo načina, nego malo je vremena za objašnjavanje i skučen je prostor na forumu. Samo malo "razgazi" literaturu o op-amps i metodama frekventne kompenzacije.
Treba ipak vremena da se to razradi temeljno.

Pozdrav drugar