Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Nešto oko in-out kod PIC
#1
Slike će reći više od reči.


Malo tumačenja nekih sitnica iz kojih ćete saznati dosta toga, a možda ukapirati i model razmišljanja...





Prva fotka odeljak 1):

Univerzalni PNP ili NPN input ili AC input (stanje, zero srossing ili šta već).
-Za 24V standard 2k2 i zenerice 2 x 12V,
-za 12V standard 1k i zenerice 6v2.
PC814 (824 ili 844) ili LTV814 (824 ili 844) su optokapleri sa dve LED antiparalelno. CTR im je veći od 20% sa svega 1mA na LED.
Naravno, kao i ostalim optokaplerima sličnog tipa, maksimalna struja LED može biti do čak 50mA
Prvi od razloga za korišćenje LTV8x4 je mala struja potrebna za LED, drugi je aplikovanje bilo kog polariteta ili AC napona, o trećem razlogu ću kasnije.
Tr i Tf su isti kao kod PC817, oko 5uS, izolaciona sposobnost takođe.
Razlog stavlajnja serijskih zenerica je podizanje margine šuma na polovinu napona očekivanog signala.
Razlog paralelnog 4K7 sa LED je imunost na kapacitativna pražnjenja u dugačke vodove ulaza koji mogu biti dugački i desetine metara. Taj otpornik nebitno utiče na struju optokaplerove Led (Uf_led oko 1,3V).
Ako se očekuje enormna elektronska buka od nekih frekventnih regulatora, servomotora ili slično, paralelno sa 4k7 se stavi od 100n do 1uF SMD, pravo na noge optokaplera. 2k2 i taj kond formiraju niskopropusni filter. Vrednost se bira zavisno od frekvencije i intenziteta buke. Postiže se inzvaredna imunost, žrtva je izvesna latencija ulaza (bez toga je inače oko 5uS).

Prva fotka odeljak 2):

-NPN izlaz za 10A bez hlađenja sa IRFZ44N (zato što je superjevtin a moćan),
-isto sa darlingtonom BD649 za 2A bez hlađenja (jevtinija verzija za pneumatske ventile ili neke druge manje potrošače),
-na izlaz se mogu priključivati releji, kontaktori, snažni elektromagnetni ventili ili elektromagneti, takođe i niskonaonski DC elektromotori.
-klamp je izveden lokalno montiranom diodom odmah pored mosfeta ili BJT, doda je 1n400x kada se očekuje uklapane do nekoliko Hz, a ako se očekuje uklapanje nekoliko stotina Hz ili više onda 1N540x.
-Lokalni elko od 1000uF niskoinduktivno prikačen na grupe od po 8 izlaza.
-Kada se koristi mosfet onda mora stabilizator od 10-12Vmax. zbog sigurnosti gejtova mosfeta (+-20Vmax),
-za BJT ne treba stabilizator nego se jednostavno kolektori optokaplera spoje na 24V.

Inače, za 15-16 godina i oko 200 raznih PLC sa PIC od kojih nikada ni jedan nije stao, raznih veličina od 24-128 in-out, nisam upotrebio ukupno tri-četiri releja :-). Kontaktore preko SSR za velike motore, SSR za neke malo manje snage i ništa dalje od toga što se sklopne tehnike za 230-400VAC tiče.
Ne volim ih pa to ti je :-).
Škljocaju, kidaju im se žičice unutra i sasvim lako mogu da dovedu opasnih 220 na 24V, gore im i klimaju podnožja, varniče, a i onako moram da stavim RC član i sa SSR.
Zašto onda da se izlažem blamu da mi neka mašina stane zbog rasklimanog podnožja releja ili lošeg kontakta?
Osim toga, lokalni majstori čim vide releje počnu to da vade i vraćaju zbog neke mehaničke ili hidraulične greške na mašini, jer svi se odmah hvataju za struju kao izvor problema (posebno električari i hidrauličari). Ovako kada vide tranzistore, ne pipaju ništa pa me zovnu telefonom lepo a ja im dam smernice oko hidraulike ili mehanike, jer struja se ne kvari kada se dobro sastavi (osim groma direktno u najbližu banderu :-). Oni to lepo reše po uputstvu.
Vuci siti i koze na broju, a reputacija na mestu gde treba da bude :-)
Imam na primer jedan kontroler u Ugrinovcima, gde preko pola cikluse dotične mašine (oko 2 minuta na svaka 4 minuta), kroz moje mosfete (i to TO-252) gruva po preko 60A struje!!! Istočnonemačko -ruska mašina sa 39 ogromnih hidrauličnih ventila (nema ni jedan ispod 4A na 24VDC :-). Tom strujom se komotno zavaruje sa elektrodom od 2.5mm. Sve to lepo ide kroz mosfete i pcb i naravno originalne Phoenix konektore jer se ne bih usudio da stavim druge za tolike struje (1 euro po šrafnom mestu).
----------------------------



Druga fotka odeljak 3):

-Supresovanje gličeva i prenaponskih pojava koje mogu nastati na dugačkim vodovima potrošača, a zbog njihove sprege sa drugim vodovima ili zbog induktiviteta potrošača, kao i zbog induktiviteta samih vodova.
Postoje dve ptanje supresije:
-kroz klamp diodu, lokalno jer tu i treba zato što se tu klampuju i vodovi dotle, a koji mogu biti dugački i po neku destinu metara ili više.
-kroz milerov integrator zbog Cdg mosfeta a zbog namerno vrlo velikog otpora gejta. Svakoj strmoj pojavi će drastično biti ublažen nagib i njena energija delom potrošena kao toplota na mosfetu, delom odvedena kroz klamp diodu u elko od 1000uF. Toplota na mosfetu je malena, i moguće je svičovanje sa do 1KHz i strujama od 10A kod čistih induktivnih potrošača a bez hlađenja mosfeta. Takođe je tom metodom umanjen efekat forward recovery klamp diode i ESR-ESL od 1000uF. Istim potezom su izbegnuti ogromni elkos koji bi bili nužni za set od na primer 8 elektromagnetnih ventila kojima treba nešto reda 5A i svi stalno nešto "škljocaju"... Dakle na svakih 8 po svega 1000uF.
Ista metoda supresovanja gličeva je i sa BJT gde se takođe koristi milerov kapacitet i takođe je 2k2 taman dovoljan za bazu, a da se ne mora menjati vrednost. Pull down je sasvim jasno čemu služi u oba slučaja.
Kod BJT odvodi Icb0, kod mosfeta povećava Rg na 6k9 u isključenom stanju i forsira Milerov integrator.
Cena tog načina je maksimalna brzina svičovanja od oko 1KHz. Uostalom ta sa sporim optokaplerom nije ni pametno brže raditi. Kada mi treba brzi PWM onda koristim optodriver TLP250 sa 130nS Tr i Tf.
PWM ostane potpuno konzistentan izvornom na PIC (jednaki Tr i Tf, ujedno i +-1.5A drive za vrlo snažan mosfet ili IGBT). Kada se koristi TLP250 onda na 5V PIC treba 330R za njegovu LED.
(inače ni malo privatno ne volim 3v3 pic zbog manjih margina šuma i lošije kompatibilnosti sa mnogim korisnim periferijama)

Druga fotka odeljak 4):

-na ulaznim pinovima PIC ostaje isti otpornik koji dimenzioniše struju za LED optokaplera kada je izlaz. dakle na svim in-out pinovima 680R, odnosno nema promene za in ili out.
-kada je na ulazu taj otpornik sa internim parazitnim kapacitetom ulaza formira niskopropusni filter za HF pojave.
-putanje gličeva su kroz relativno niskoimpendansni 4k7 ka Vdd i kroz parazitni C ulaza.
Naravno, dobar decoupling PIC je nužna stvar. Minimalno 100n multilejer na samim pinovima napajanja i bar 100uF malo dalje.

Reset linija se izvodi sa relativno niskim impendansama. Kada je baš kratko izvedena onda je dovoljno oko 4K7, a ako je dugačka i produžena do serijskog porta za bootload, onda 1K i 100n preko njega ka Vdd.
--------------------------------------------------------
Tipična AGND za 28-40 pina PIC MCU je na strani A porta, ujedno su i AN ulazi niskošumniji na toj strani PIC. Za finija merenja treba preferirati anaogne ulaze na toj strani PIC.

------------------------------------------------------
------------------------------------------------------
Treći i poslednji razlog korišćenja LTV814 (jednostruki) LTV824 (dvostruki) ili LTV844 (četvorostruki) može se videti iz pažljivog posmatranja pcb za moj mini PLC (24 dig in-out, RS232, LCD, tastatura od 5+1 taster, opciono 2 PWM, SPI, I2C, za ekspanziju do 56 in-out ili šta drugo). Sve ista pcb bez izmena.
Sasvim normalno SMPS napajanje push pull tipa sa 13-36VDC na 5VDC, sa parazitnim kapacitetom od 20-50pF sa 24V ka Pic.

.pdf   mini.pdf (Size: 103,67 KB / Downloads: 76)

Samo preokretanjem optokaplera (rotacijom za 180 stepeni) mogu birati za bilo koji in-out od ovih 24, da li će biti in ili out. I to u grupama po jedan (LTV814), po 2 (LTV824) ili po 4 (LTV844).
Ako mi trebaju ulazi, napunim sa zenericama i otpornicima za to ako mi trebaju izlazi onda na ista mesta napunim mosfete ili bjt i klamp diode.



Eto toliko od mene.

Pozz
Reply
#2
Jedino što bi dodao su 2 komada 100nF multilayer 2,54mm što bliže samom stabilizatoru LM78XX serije.
Bilo šta da pravim za mene je ovo obavezno.

Pozdrav
Reply
#3
(02-28-2015, 09:56 AM)Želja Wrote: Jedino što bi dodao su 2 komada 100nF multilayer 2,54mm što bliže samom stabilizatoru LM78XX serije.
Bilo šta da pravim za mene je ovo obavezno.

Pozdrav

Zdravo Željo,

Vidi se da si nov na forumu. Ja sam dosadio Bogu i narodu u stotnama postova upravo oko decoupling sa tim 100nF.

Mislio sam da se to podrazumeva i nisam nacrtao. Međutim, hvala za opasku jer uvek treba razmišljati o tome da će neko nov posmatrati post i da nije čitao prethodne postove od nekog autora.

U svakom slučaju pokušaću da ne zaboravim te sitnice u narednim postovima.
Hvala i srdačan pozdrav! I dobro došao na forum!

P.S.

Naravno da kod realizovanih sklopova ne propuštam vrhunski decoupling i posebno vodim računa o rutovanju power veza.
Reply
#4
Macola,

Nisi dosadio onima koji žele nešto naučiti, malo je ljudi poput tebe koji žele pomoći.
A kad pomažeš, onda baš ne štediš vreme i tastaturu.

Pozdrav
Reply
#5
Inače, ova tema mogla bi da glasi : Kako ukrotiti MUSTANGA !
Sa MCU može lepo da se napravi PLC, ali bez ovakvih mera poprilično se rita, i može da izbaci sa sedla !
Reply
#6
Može se sa običnim 40 pinskim PIC "vući" čak 8 ovakvih ekspanderskih kartica.

To je 64 digitalnih in i 64 digitalnih out.
Prilčno masivan PLC za jednog običnog 16F877 piconju sa kojim je to nekad napravljeno a radi i danas.
Tu je bila razvijena specifična ultrabrza komunikacija sa modulima. Radi samo malo sporije nego direktno sa pinova PIC.

Reply
#7
Kad je već otvorena ovakva tema, - bilo bi lepo nešto da napišeš o upotrebi prigušnica u kolu za napajanje MCU.
Vidjao sam na dosta mesta SMD prigušnice sa feritima u kolu napajanja.
Reply
#8
Svaki oblik niskopropusnog filtra i dobrog decouplinga je koristan.

Kod "nezgodnih" okruženja što se smetnji tiće takvi LC trapovi se stavljaju bukvalno na svaki vod koji izlazi iz metalne kutije.

Samo C je već neki filter, RC je bolji, LC je najbolji filter sa dve komponente, a gde je nužno onda se kaskadira nekoliko LC filtera uzastopce.

Najveći problem su ulazi koji moraju biti veoma brzi i videti svaku tranziciju. Na primer takvi su ulazi za inkrementalni bifazni enkoder sa Z izlazom, ili optičke merne letve takođe.
Kod vrlo gadnog okruženja se ide na strujni diferencijalni prenos takvih signala, pa se tek u neposrednoj blizini MCU dekoduje u naponski.

Za svako zlo postoji neko rešenje, a tema je premala da obuhvati sve poznate slučajeve.

Jednostavno, ako neko pita odgovoriću ono što znam o tome.
Reply
#9
Jasno mi je za ulazne signale, mnogo je lakše "očistiti" spor signal.
Mislio sam na upotrebu ferita u samim +5V linijama za napajenje MCU, ili common mode choke kroz koje bi pored +5V prolazilo i GND.
Reply
#10
Macola, ovaj dio me zainteresirao

Prva fotka odeljak 1):  Univerzalni PNP ili NPN input ili AC input (stanje, zero srossing ili šta već). 


Znam da si spominjao Z input skopa za čistu sliku(da se ne vide krivulje koje su višak) na curve traceru ali manje više svi curve traceri koje sam vidio koriste frekvenciju gradske mreže kao "okidač" koji diže stepenicu po stepenicu step generatora. Znači kada ispravimo napon sa grecom dobijemo 100Hz i onda recimo svaki puta kada amplituda tako ispravljenog napona padne na nulu(ili je maksimalni iznos,ili nešto treće) neka elektronika "kaže" step generatoru da digne napon za jednu stepenicu i tako do maksimalnog iznosa(koliko sam skužio a valjda sam i dobro objasnio) pa rekoh zašto ta elektronika ne bi mogla biti MCU da nemam još jedan kabel koji bi išao u Z os,a Z os mogu možda ostaviti slobodnu za nešto drugo.
Reply
#11
Pa ja te probleme napajanja rešavam tako što galvanski razdvojen MCU napajam uvek sa push-pull sa malenim torusnim transformatorom, koji ima vrlo malen parazitni kapacitet prema primarnom napajanju, takođe ograničavam veličinu jezgra tako da u najnesrećnijoj situaciji može preneti svega par stotina mikrodžula u jednom polutalasu.
Kod takvog napajanja nemam nikave potrebe za složenim filtrima na Vdd i Vss od MCU.

Suština je u ograničenju količine energije koja može "uleteti" od spolja pri najstrmijim tranzicijama.
Malen parazitni kapacitet ne može preneti mnogo energije čak i kod veoma snažnih prenaponskih udara na primarnom napajanju.
Takođe ni sam SMPS trafo jer će se jezgro kod viška energije na primarnoj strani zasititi i ostati bez mogućnosti za prenos nekog masivnog paketa energije.

Kod napajanja klasičnim mrežnim trafoom mnoge mere ne pomažu jer mrežni trafo od svega dvadesetak W može preneti na sekundarnu stranu paket reda kilovata sa strmim udarnim pojavama čija je osnovna frekvencija reda nekoliko KHz.
Trafo to termički ne oseti a na sekundarnoj strani napravi havariju, odnosno u najboljem slučaju obori MCU.

Mrežni transformator je visokopropusna naprava kojoj snaga zavisi od frekvencije.
Bez obzira što je jezgro predviđeno za 50Hz, kratkotrajno može bez problema podneti "šiljke" ili kratke oscilatorne pojave reda nekoliko KHz i amplituda reda 500-1000V na primaru, što je neretka pojava u mrežnom naponu.
Što je najgore, mrežni trafo će sa ogromnom snagom preneti takvu pojavu na sekundar.
Takve pojave ne traju dugo, te trafo ne pregreje i ne pregori (uslov pregorevanja je konačna temperatura trafoa, eventualno prenaponski proboj, a za to mnogo treba ako je kvalitetan), ali zato prenešena snaga je dvostruka sa dvostrukom frekvencijom.

Na primer trafo od 20W pri 50Hz, pri 100Hz 40W, pri 200Hz 80W pri 400Hz 160W, ... pri 6400Hz čitavih 2560W i tako dalje i tako dalje.

Prilično često (par puta mesečno možda) se dogode pojave amplitude 1000V i sa osnovnim harmonikom reda 5-10Khz kao posledica varničnog rastavljanja nekog velikog elektromotora. To su prigušene odzonjavajuće pojave koje traju svega nekoliko polutalasa i to sveukupno potraje samo nekoliko mikrosekundi...

Na sekundaru od na primer 15VAC se pojavi oko 60-tak VAC sa kapacitetom struje od 40-50A za to kratko vreme.
Malo šta od stabilizatora i elko može supresovati takvo nešto!!!  RSO filter i varistori delom ublaže tu pojavu ali je ne otklone potpuno (vreme reakcije i konačna impendansa svih tih supresora).
Grec to termički proguta bez oštećenja, pcb takođe, ali elko ne može popiti toliku količinu energije. Na njemu se pojavi vrlo strm skok napona i stabilizatori poput 78xx sa odzivom reda milisekunde to propuste kao da ih nema.
To bezuslovno obara ili zaglavljuje MCU, a može ga i oštetiti.
Ako su pcb loše rutovane i pad napona od par desetina volti na njima  pri takvom udaru !!! (to se lako može proveriti i ako zvuči nemoguće), može napraviti razne probleme ukoliko se može reflektovti na ostatak sklopa nekim načinom.
Ako struja punjenja galvnog bulk elko (neka to bude na primer vod mase) putuje kroz neku pcb na koju je pre elko zakačeno još nešto, onda se može zamisliti šta to može da napravi razlika od 10-tak volti na krajevima tog dela pcb.

Kratak impuls od neku destinu ampera to može kao od šale, a da se pcb i ne zagreje za to kratko veme.

Sa SMPS napajanjem koje nosi malenu energiju u jednom svom impulsu, a mora raditi sa prilično visokom frekvencijom da bi imalo dovoljnu srednju snagu, takav udar iz mrežnog trafoa ne ostavlja nikakav vidljiv efekat na sekundarnoj strani, a ako se malo predimenzioniše primarna strana onda sve ostane čitavo i ništa se ne dogodi.
Na primer, moj push-pull maleni SMPS radi na oko 70-tak KHz i sposoban je preneti možda 10-tak W (a ne znam za šta bi mi trebalo više na MCU, jer tim je pokriveno preko 64 optokaplera i pozadinska rasveta LCD), u jednom impulsu prenosi svega 142 mikrodžula energije, a običan elko od svega 100uf sa tim prilivom energije skočiti za svega 0.5V što je benigna veličina.
Namotaji su tako dimenzionisani da će pri svega možda 200 mikrodžula jezgro biti u zasićenju i izgubiti mogućnost prenosa. Praktično ako čak i neverovatno snažan udar potraje možda dva polutalasa čopera, jezgro gubi mogućnost prenosa.  Par stotina uF i jedna tranzijent supresor zenerica na 5V (iz klase poput P6KE5V8) i cela linija oko MCU je sasvim bezbedna od strašnih udara u mreži, kada se ima takvo napajanje sa ograničenom energijom prenosa.

To je ta filozofija.

Neverne Tome mogu izvesti jednostavan eksperiment oko toga. Potreban je brz osciloskop sa uključenim single triger, zakačen na ispravljač nekog mrežnog trafoa (na primer na sam grec pre elko ili baš na elko).
Ispraznite u primar neki blok kondenzator od možda 1uf napunjen na 1KV i videćete koja srahota od udara se događa na sekundaru sićušnog mrežnog trafoa reda 10-20W i takođe ćete videti da se na par cm pcb koja je široka čitavih par mm razvija razlika napona reda par deetina volti!!!

Onda će vam biti super jasno ovo što pričam.

Pozdrav
Reply
#12
(03-01-2015, 12:24 PM)Khadgar2007 Wrote: Macola, ovaj dio me zainteresirao

Prva fotka odeljak 1):  Univerzalni PNP ili NPN input ili AC input (stanje, zero srossing ili šta već). 


Znam da si spominjao Z input skopa za čistu sliku(da se ne vide krivulje koje su višak) na curve traceru ali manje više svi curve traceri koje sam vidio koriste frekvenciju gradske mreže kao "okidač" koji diže stepenicu po stepenicu step generatora. Znači kada ispravimo napon sa grecom dobijemo 100Hz i onda recimo svaki puta kada amplituda tako ispravljenog napona padne na nulu(ili je maksimalni iznos,ili nešto treće) neka elektronika "kaže" step generatoru da digne napon za jednu stepenicu i tako do maksimalnog iznosa(koliko sam skužio a valjda sam i dobro objasnio) pa rekoh zašto ta elektronika ne bi mogla biti MCU da nemam još jedan kabel koji bi išao u Z os,a Z os mogu možda ostaviti slobodnu za nešto drugo.

Kada se takvom optokapleru, koji ima dve LED antiparalelno, dovede AC signal, na tranzistoru se pojave "šupljine" u provođenju za vreme zero crossing. Ako je emiter na masi a kolektor ima pull up otpornik, onda će se na kolektoru pojaviti pozitivni igličasti impulsi u trenucima prolaza kroz nulu, i oni se mogu iskoristiti za trigerovanje nekog sklopa.
Širina tih impulsa će zavisiti od odnosa AC napona prema barijeri LED na optokapleru.
Naravno serijski otpornik mora biti dimenzionisan da vršna struja ni u kom trenutku ne pređe nekih 20-tak mA kroz optrokaplerove LED.

Pozz
Reply
#13
Uhh - Macola,

Sad si mi načisto poremetio dosadašnju praksu kod izrade napajanja za MCU.
Uvek do sada sam koristio klasičan trafo, i sve do danas nisam imao ovakvo vidjenje stvari.

- Zašto se takve stvari ne uče u školi ? ...... - Sad je sve jasno !!!

Ako to ne remeti tvoj komercijalni koncept, - može li šema tog malog SMPS napajanja, sa podacima o motanju trafoa ?


Umalo da zaboravim:
Prenosi li klasičan trafo te tranzijente isključivo preko parazitetnog kapaciteta primar/sekundar ili mogu prolaziti i induktivno ?

Pozdrav
Želja
Reply
#14
Postaviću ti šemu napajanja sutra, kada budem bio blizu nje.

Što se mrežnih trafoa tiče, imaju prilično masivne parazitne kapacitete, pa i tom putanjom ulaze smetnje.

No ono što sam pisao se odnosi baš na induktivni prenos, odnosno na prenos transformatora kao takvog.

Grubo opisana snaga koju može preneti neki transformator je umnožak: jačine magnetskog polja, površine poprečnog preseka jezgra, i frekvencije na kojoj se vrši prenos, bar što se jezgra tiče.

Čist primer su SMPS transformatori koji imaju desetinama puta manje gabarite u odnosu na mrežne trafoe istih snaga, ali zato rade sa nekoliko desetina ili stotinu kiloherca u odnosu na mrežne koji rade na 50Hz.

Pozz
Reply
#15
Ono što me sada buni je frekvencija koju može preneti trafo za 50Hz.
Lepo si opisao sitruaciju sa prenesenim snagama na različitim frekvencijama ( pri 6400Hz čitavih 2560W).
Nije mi jasno kako tolike frekvencije prodju kroz trafo limove predvidjene za 50Hz, - zar se ne zasite ?

Pozdrav
Reply
#16
Odnosi izmedju: B, f, N, U, Ae

dB[T]= U[V]e6 / K x f[Hz] x N x Ae[mm-kvad]

N = Ue6 / K x f x dB x Ae

K=4 za pravougaoni talasni oblik
K=4,4 za sinusni

Napomena: dB je promena magn. indukcije za jedan polaritet magnetizacije.
Kod obracuna snage za push-pull uzeti 2B kao dB.
N je broj navoja, Ae je poprecni presek srednjeg stuba.
Reply
#17
Trafolimovi ya 50Hz mogu raditi na bilo kojoj frekvenciji i pri tom ostaje granica zasićenja na oko 1.2T za obične i oko 2T za hipersil limove.

Jedini problem su vrtložne struje kod viših frekvencija, koje razvijaju termogene gubitke u gvožđu.
Ti gubici razvijaju toplotu u gvožđu i ako bi na običnim limovima pri većim indukcijama, više frekvencije potrajale dugo onda bi se trafo za neko vreme pregrejao.

Gvozdeni trafoi su masivni i imaju popriličnu termičku inerciju. Običan mrežni trafo bi pri na primer par KHz pregrejao tek za nekoliko do par desetina minuta rada, a za to vreme prenosio snagu koja odgovara toj frekvenciji.
Reply
#18
Kratko, jasno i precizno objašnjeno.

HVALA !
Reply
#19
Definitivno ću koristiti ubuduće SMPS za napajanje MCU, iz razloga navedenih u ovoj temi.
Mada me zanima čime se eventualno može poboljšati klasično napajanje po pitanju tih pikova iz mreže.

Može li TVS dioda pre stabilizatora popraviti situaciju, odnosno "odrezati" te pikove ?

Vidjao sa na grec spojevima na svakoj diodi paralelno vezan kondenzator, - šta je svrha ovog kondenzatora ?
nešto poput : http://home.computer.net/~pritch/shortwav.htm
Reply
#20
(03-03-2015, 11:09 AM)Želja Wrote: Definitivno ću koristiti ubuduće SMPS za napajanje MCU, iz razloga navedenih u ovoj temi.
Mada me zanima čime se eventualno može poboljšati klasično napajanje po pitanju tih pikova iz mreže.

Može li TVS dioda pre stabilizatora popraviti situaciju, odnosno "odrezati" te pikove ?

Vidjao sa na grec spojevima na svakoj diodi paralelno vezan kondenzator, - šta je svrha ovog kondenzatora ?
nešto poput : http://home.computer.net/~pritch/shortwav.htm

Klasičan mrežni trafo se može "ukrotiti" pravljenjem dvostepenog ili trostepenog niskopropusnog filtra koji može primiti energetski udar, usporiti mu nagib, odnosno razložiti ga na duži vremenski interval pri čemu opadne amplituda i nagib.

Naravno, uvek postoji neko ali. Moramo se u tom slučaju odreći nešto termogenih gubitaka u tom filtru.
Pošto MCU i njegovo okruženje imaju malenu potrošnju (obično je najveća potrošnja pozadinska rasveta displeja), onda i gubici na takvom filtru nisu od nekog posebnog značaja.

Kada zateknem mrežni trafo na nečijem uređaju koji ima MCU i gde moram imunizovati postojeće stanje (mada to samo u nekim vrlo izuzetnim slučajevima radim, za bliske prijatelje), onda ja to rešavam ovako:


.pdf   Filter.pdf (Size: 9,55 KB / Downloads: 112)

Nikada ne koristim direktno mrežni trafo za napajanje nekog sklopa sa MCU, ali mi se dogodilo da u nekim već postojećim sklopovima zateknem MCU koji je probio između Vdd i Vss (kratak spoj), što je bilo posledica energetskog udara iz mreže u sasvim uobičajenom industrijskom okruženju gde se uključuje iisključuje mnogo kontaktora i snažnih motora.
Radilo se o nekim dozirnim vagama našeg privatnog proizvođača, koji i pored višegodišnjeg postojanja očigledno nije imao previše iskustva sa "prljavim" okruženjem. MCU je bio neki Atmel (PIC su malo robusniji na takve stvari od većine Atmel MCU, nemam pojma zašto ali praksa je praksa).
Na preživelim vagama sam uradio flter i više nije bilo problema. Iseckao sam malo PCB i iskoristio malo slobodnog prostora za 3D montažu toga (vrlo je tesno u kutijici).

Razlog postojanja otpornika u donjoj (GND) grani pre 78xx je smanjivanje energije udara kroz parazitne kapacitete mrežnog trafoa.
Kompletan RC filter može razložiti prilično masivan udar bez toga da ga propusti 78xx.

Kao što rekoh u jednom od prethodnih postova, 230VAC kontaktor, većom brzinom ulkjučivan i isključivan, bez snubber i pri tom na istoj utičnici sa MCU sklopom, je sasvim dobar test na "prljavo" okruženje.
------------------------

Kondenzatori koji se stavljaju paralelno ispravljačkim diodama u grec imaju višestruku ulogu:

Jedna od tih uloga je odvođenje RF signala, jer grecov spoj nije dovoljno dobar propusnik za RF.
Drugi razlog je pojava koja se kod dioda zove komutacija i koja za vreme prekidanja struje kroz diodu izaziva prenaponske šiljke koji mogu biti velike amplitude. Zbog faznog pomeraja koji nastaje na induktivitetima trafoa, praktično kada je napon na diodama nulti (prelazi u inverzan) struja i dalje ima izvesnu vrednost. Zato se javlja prenaponska pojava kod komutacije.
Treći razlog je simetrisanje probojnog napona dioda, jer njihov sopstveni kapacitet nije ujednačen te kod strmih tranzicija diode koje su u zapornom stanju ne dele ravnopravno napone za vreme tranzicija. To je vrlo korisno kod dioda koje imaju relativno male probojne napone (npr. šotki), a neophodna mera kod visokonaponskih ispravljača, gde se više dioda vezuje serijski da bi podnele dovoljan zaporni napon. Štaviše u takvim slučajevima je neophodan osim paralelnog kondenzatora i paralelni otpornik kroz koga teče otprilike desetak puta veća struja nego što je inverzna struja najlošije diode u lancu. Tako se i statičke i dinamičke zaporne karakteristike tih dioda ujednačavaju.
Četvrti razlog je smanjenje osnovne učestanosti odzvonjavajućim pojavama koje se mogu javiti na Llk sekundara.
Sa pojavama čija je strmina manja lakše je se boriti i prigušiti ih i imaju manju tendenciju da se rasprostru bežičnom putanjam.

Po pravilu ti kondenzatori valja da budu najmanje desetak puta veći od zaporne kapacitivnosti dioda pri nultom naponu (tada je najveći) na njihovim krajevima i naravno svi identični. Onda ti kondenzatori imaju pun efekat.
Iz toga sledi da takvi kondenzatori treba da budu reda nanofarada do nekoliko nanofarada, zavisno od snage dioda u ispravljaču.

Za one koji vole da izvuku "mak na konac", mada kod MCU to već nije bitno ako je napojen mrežnim transformatorom, dodatno se može preko tog C na diodama dodati prigušni RC ćlan (preko svake) i njegovi pravilnim izborom eliminisati prigušene oscilotarne pojave.
Ta metoda je pre važna kod audio sklopova koji se bave malim signalima, tako da kod MCU se to ne mora raditi, ali bude poželjno kod slučajeva gde se koriste ADC sa višom rezolucijom (12+ bita).

Pozdrav
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)