Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwoenica DC/DC na mikrokontrolerze

Damian-_- 25 Lut 2017 19:25 555 15
  • #1 25 Lut 2017 19:25
    Damian-_-
    Poziom 4  

    Witam!

    Potrzebuję pomocy przy projekcie

    A więc zamierzam zbudować przetwornicę Step-Down 30-0V na Arduino nano v3

    Szybko o wyborze...
    Stosunkowo tani
    Możliwość podłączenia wyświetlacza na którym miał bym napięcie prąd ect.
    Zastosowanie analogowego układu mija się z celem ponieważ sam miernik napięcia i prądu waha się w cenie mC + wyświetlacz 2x16

    Jaką częstotliwość (i rozdzielczość) mogę uzyskać na pinach PWM?
    (zakładając oczywiście obsługę wyświetlacza 2x16)

    Czy dławiki z zasilacza ATX będą odpowiednie do tego celu?

    Czy jakiekolwiek tranzystory z zasilacza ATX będą mogły być wysterowane przez Atmegę? (przede wszystkim Mosfety)

    Myślę także o ograniczeniu prądowym zrealizowanym na tym samym kluczu...
    W programie był by odczyt napięcia z rezystora 0,1 - 0,2 OHm wpiętego szeregowo z obciążeniem i gdy napięcie wyszło by poza skalę (0,5V dla 2,5A) zaczął by zmniejszać wypełnienie aby utrzymać stały prąd (nie większy niż 2,5A)

    Czy OpAmp podnoszący napięcie z 0,5 do ok 4V dla zwiększenia rozdzielczości będzie dobrym pomysłem? Oczywiście z rezystorem i diodą zenera 5V by nie upalić mC

    0 15
  • #2 25 Lut 2017 19:47
    kamil12239
    Poziom 15  

    Tranzystorem mosfet przy takiego rodzaju przetwornicy lepiej sterować poprzez specjalny układ scalony połączony z uC. Dzięki temu masz odseparowane napięcia zasilajace uC i samej przetwornicy. W przeciwnym wypadku sterowanie realizowane poprzez tranzystory bipolarne sterujące bramka mosfeta. Wykorzystując scalaka masz możliwość kontrolowania stanów awaryjnych przeciążenia i innych niepożądanych zjawisk.

    To jaka częstotliwość PWN można uzyskać zależy od wykorzystanego mikrokontrolera. Poczytaj noty katalogowe mikrokontrolerow.

    Dlawiki z zasilacza ATX idealnie się do tego nadadzą. Tylko nie te na wejściu filtrujace zasilanie.

    Mosfety możesz wykorzystać z zasilacza tylko sterowania nie zrobisz bezpośrednio. Tak jak pisałem wcześniej. Możesz wykorzystać scalak z ATX.

    0
  • #3 25 Lut 2017 19:54
    Damian-_-
    Poziom 4  

    kamil12239 napisał:
    Możesz wykorzystać scalak z ATX.


    Świetny scalak ale potrzebuje on dzielnika napięcia feedback którym można ustalić napięcie. Co ze sterowaniem z mC? I jak w takim przypadku zrealizować nastawne ograniczenie prądowe.

    Te mosfety w ATX są chyba po stronie 230V więc moje pytanie dotyczy napięcia przeładowania bramki (czy jak to tam się nazywa)

    0
  • #4 25 Lut 2017 20:18
    kamil12239
    Poziom 15  

    To wykorzystaj sobie Scalak np MC33153 lub nawet NE555. Na nim masz wejście sterujące które wyprowadzisz na wyjście uC PWM. Bramki mosfetow są sterowane napięciem 15-20V. Czyli w twojej przetwornicy musisz mieć kilka napięć sterujacych 5V na UC, 15-20V na sterowanie bramka Mosfet.

    Ograniczenia prasowe możesz zrealizować za pomocą wzmacniaczy.

    0
  • #5 25 Lut 2017 20:24
    szymon122
    Poziom 37  

    Damian-_- napisał:
    Potrzebuję pomocy przy projekcie

    Tu pomoc nie wystarczy, to po prostu nie zadziała.
    Do przetwornic są gotowe sterowniki. A ty będziesz go tylko konfigurować przez Arduino.
    Gdybyś chciał robić to na samym arduino to nie mógłbyś użyć jego do innych celów (lcd itp).

    0
  • #6 25 Lut 2017 20:24
    Damian-_-
    Poziom 4  

    A jak szybko wysterować mosfet na napięcie ok 20V posiadając te 20V DC i sygnał PWM 5V??

    Zwyczajna para NPN PMP wystarczy?
    Czy przez to że napięcie bazy wynosi 5V na emiterze też będzie 5v?

    0
  • Pomocny post
    #7 25 Lut 2017 20:35
    kamil12239
    Poziom 15  

    Mosfet tak nie działa on jest typowy do kluczowania. Jeżeli czytasz z noty ze napięcie bramki jest 20 V to na bramkę musisz podać to napięcie i wtedy mosfet całkowicie się otwiera. Napięcie sterujące bramka musi być odseparowane galwanicznie od twojego napięcia zasilajacego mikrokontroler. Możesz do tego użyć transporow. I najlepiej jest użyć do tego specjalnego scalaka przeznaczonego do kluczowania.

    0
  • Pomocny post
    #8 25 Lut 2017 21:16
    szymon122
    Poziom 37  

    kamil12239 napisał:
    I najlepiej jest użyć do tego specjalnego scalaka przeznaczonego do kluczowania.

    Najlepiej to całą przetwornicę zbudować na dedykowanym scalaku i z Arduino tylko nim sterować.
    Wyobraź sobie, że twoje Arduino się zawiesi. Jak masz szczęście i stanie się to gdy mosfet będzie wyłączony to po prostu odetnie napięcie. A teraz pomyśl co się stanie gdy będzie cały czas zasilony.
    Rtos'a na arduino robić chyba nie będziesz.

    0
  • #9 25 Lut 2017 21:35
    Damian-_-
    Poziom 4  

    O zawieszeniu się arduino pomyślałem, rezultat 0 lub 30V na wyjściu.
    To prawda analogowe układy się nie zawieszają.

    Będę w posiadaniu kilku układów z zasilaczy ATX mają one sporo wyprowadzeń ale teraz pytanie czy da się w jakiś sposób (oprócz potencjometru na feedbacu) sterować napięciem na wyjściu? Na przykład zmiana napięcia referencyjnego układu?

    0
  • Pomocny post
    #10 26 Lut 2017 07:22
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Można zrobić przetwornicę z cyfrową pętlą sprzężenia zwrotnego, ale to rozwiązanie wymaga dobrze napisanego kodu - sterowanie przetwornicą to zadanie twardego czasu rzeczywistego, pętla regulacji napięcia musi działać z względnie duzą częstotliwością i nieustannie korygować wypełnienie tak aby utrzymać stałe napięcie niezależnie od zmian na wejściu i wyjściu. Analogówka w takich zastosowaniach działa sprawnie bez problemów, reaguje zawsze tak samo szybko i nigdy się nie zawiesi. Z mikrokontrolerem jest trudniej, przykładowo jeśli program na chwile utknie w obsłudze wyświetlacza, to może sie okazać że urządzenie podłączone na wyjściu już nadaje się już tylko na śmietnik.

    W zwykłym regulatorze buck gdy nagle zmniejszymy prąd obciążenia nie zmieniajac wypełnienia, napięcie może bardzo wzrosnąć, maksymalnie do wartości tego co jest na wejściu.
    Problem wzrostu napięcia bez obciążenia nie występuje w konstrukcjach typu buck-synchroniczny, ale i tak kontroler przetwornicy musi wciąż dokonywać korekt współczynnika wypełnienia żeby utrzymać zadaną wartość napięcia wyjściowego, niezależnie od zmian obciążenia i napięcia wejściwwego.

    Cytat:
    Jaką częstotliwość (i rozdzielczość) mogę uzyskać na pinach PWM?
    (zakładając oczywiście obsługę wyświetlacza 2x16)
    To kwestia kompromisu im wyśza częstotliwośc tym mniejszą indukcyjność i pojemność można zastosować w układzie, ale ponieważ częstotliwość taktowania mikrokontrolera jest ograniczona, zwiększanie częstotliwości skutkuje zmniejszeniem rozdzielczości PWM, zakładając że Arduino jest taktowane 16MHz i chcemy mieć rozdzielczość 0.1V osiągniesz odrobinę więcej niż 50kHz, poniżej 20kHz nie ma sensu schodzić żeby nie było słychać kluczowania.

    Cytat:
    Czy dławiki z zasilacza ATX będą odpowiednie do tego celu?
    Owszem na rdzeniu proszkowym z ATX da się to zrobić, ale mogą wymagać przeliczenia i przewinięcia.

    Cytat:
    Czy jakiekolwiek tranzystory z zasilacza ATX będą mogły być wysterowane przez Atmegę? (przede wszystkim Mosfety)
    Napewno znajdziesz tam tranzystory małej mocy żeby zrobić driver MOSFET-a, ale samego MOSFET-a o odpowiednich parametrach może w ATX-ie nie być.

    Cytat:
    Myślę także o ograniczeniu prądowym zrealizowanym na tym samym kluczu...
    W programie był by odczyt napięcia z rezystora 0,1 - 0,2 OHm wpiętego szeregowo z obciążeniem i gdy napięcie wyszło by poza skalę (0,5V dla 2,5A) zaczął by zmniejszać wypełnienie aby utrzymać stały prąd (nie większy niż 2,5A)
    Zgoda jak regulować cyfrowo to na całego. Oczywiście jeśli AVR-owi wystarczy mocy obliczeniowej żeby regulować i napięcie i prąd.

    Cytat:
    Czy OpAmp podnoszący napięcie z 0,5 do ok 4V dla zwiększenia rozdzielczości będzie dobrym pomysłem? Oczywiście z rezystorem i diodą zenera 5V by nie upalić mC
    Tak.

    Prawdopodobnie arduino nie osiagne szybkości i dokładności regulacji regulatora analogowego, bo to wymaga szybkości i dużej rozdzielczości, zarówno od ADC jak i PWM, poza tym to trzeba szybko liczyć, a w żadnej z tych dziedzin arduino się nie wyróżnia, próbę warto wykonać bo jest to zasilacz impulsowy a więc nie wymagający takiej szybkości i dokładności jak liniowe.

    0
  • #11 27 Lut 2017 20:40
    Damian-_-
    Poziom 4  

    Przetwoenica DC/DC na mikrokontrolerze

    Jeżeli natomiast chodzi o układ analogowy to czy można w ten sposób zrealizować ograniczenie prądowe (0,5V na rezystorze zostaje podbite do 1,5 i za każdym razem gdy przekroczę 1,5V na ref kość zmniejszy wypełnienie "myśląc że to napięcie jest zbyt wysokie)

    0
  • Pomocny post
    #12 03 Mar 2017 18:27
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Damian-_- napisał:
    Jeżeli natomiast chodzi o układ analogowy to czy można w ten sposób zrealizować ograniczenie prądowe (0,5V na rezystorze zostaje podbite do 1,5 i za każdym razem gdy przekroczę 1,5V na ref kość zmniejszy wypełnienie "myśląc że to napięcie jest zbyt wysokie)
    Pomysł sensowny,ale relizacja niedopracowana.
    LT1071 pracuje w trybie prądowym, więc nie mozna podłączyć go do bramki zewnętrznego klucza, Tranzystor włączyłeś odwrotnie - będzie zawsze przewodził.

    A co do pętli sprzężenia zwrotnego, nie możesz połączyć dzielnika i wyjścia WO bezpośrednio dlatego że wzmacniacz ma małą impedancję wyjściową, układ nie będzie stabilizował napięcia tylko prąd, żeby działało tak jak chcesz potrzebna jest dioda, przy małych prądach dzielnik decyduje o napięciu na wejściu FB, a kiedy prąd wzrośnie wzmacniacz przez diodę podnosi napięcie na FB.

    0
  • #13 04 Mar 2017 20:14
    Damian-_-
    Poziom 4  

    Układ wybrałem pierwszy z listy, normalnie będzie tam pracował wylutowany z ATX TL494 lub podobny

    Symbole tranzystorów nie są w 100% mi znane :D a układ rysowałem na szybko więc oczywiście przepraszam za pomyłkę.

    Na schemacie chodziło mi przede wszystkim o realizację FB

    Jeżeli chodzi natomiast o podłączenie tranzystora to czy rezystory jak na układzie wystarczą, czy lepiej zastosować driver z npn pnp? I dlaczego?

    Moje pytanie natomiast to jaki prąd wpływa do wejścia FB (prawdopodobnie bardzo niewielki) ale czy nie wystarczy dać rezystora za wzmacniaczem operacyjnym i za dzielnikiem napięcia (przy prądzie = 0 napięcia się nie zmienią) a wyeliminuje to wpływ impedancji OpAmpa na stabilizację napięcia

    0
  • Pomocny post
    #14 04 Mar 2017 20:56
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Damian-_- napisał:
    Układ wybrałem pierwszy z listy, normalnie będzie tam pracował wylutowany z ATX TL494 lub podobny
    Jeśli wybierzesz TL494 to on ma dwa wzmacniacze błędu połączone diodami, twoje kombinacje z FB są tam całkowicie niepotrzebne, bo problem który próbujesz rozwiązać nie istnieje.
    Damian-_- napisał:
    Symbole tranzystorów nie są w 100% mi znane :D a układ rysowałem na szybko więc oczywiście przepraszam za pomyłkę.
    Żeby projektować trzeba znać nie tylko symbole ale i zasadę działania ;)
    Damian-_- napisał:
    Jeżeli chodzi natomiast o podłączenie tranzystora to czy rezystory jak na układzie wystarczą, czy lepiej zastosować driver z npn pnp? I dlaczego?

    To temat na dłuższą dyskusję i nie można go rozpatrywać bez znajomości układu wyjściowego jaki jest w kontrolerze.
    A jeśli chodzi o potrzebę stosowania drivera to wynika stąd że rezystancja wyjściowa układu sterującego MOSFET-em z częstotliwościa >20kHz rzadko może przekroczyć 100Ω (co wynika z wymaganej szybkości przełączania) w pasywnym układzie dopasowującym poziomy były by duże straty.

    Damian-_- napisał:
    Moje pytanie natomiast to jaki prąd wpływa do wejścia FB (prawdopodobnie bardzo niewielki) ale czy nie wystarczy dać rezystora za wzmacniaczem operacyjnym i za dzielnikiem napięcia (przy prądzie = 0 napięcia się nie zmienią) a wyeliminuje to wpływ impedancji OpAmpa na stabilizację napięcia
    Prąd wejściowy FB juest mały, ale reszta sie nie zgadza, w układzie o którym piszesz w każdej chwili zarówno układ stabilizacji napięcia jak i pradu będzą wpływać na napięcie wyjściowe, spowoduje to spadek napięcia będzie proporcjonalny do prądu, a więc ustawisz 10V i ograniczenie prądowe 1A to prądzie obciążenia 0,5A napięcie spadnie od 5V - ani to stabilizator napięcia ani prądu. Dlatego w danej chwili może działać tylko jeden układ stabilizacji albo prąd albo napięcie.

    0
  • #15 18 Mar 2017 21:37
    Damian-_-
    Poziom 4  

    Ok a więc wiem że TL431 ma 2 wzmacniacze błędu, czyli będę mógł regulować za omocą potencjometrów i napięcie i prąd.

    Co sądzicie o użyciu potencjometrów cyfrowych? Jak one działają? Czy wprowadzają szumy do układu? Jakie można znaleźć najtańsze/najlepsze? Jaką mają rozdzielczość?
    Czy potencjometry cyfrowe nadają się do tego układu?

    Czy ten będzie ok? MAX5160
    Datasheet: MAX5160

    0
  • #16 19 Mar 2017 08:13
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Damian-_- napisał:
    Czy potencjometry cyfrowe nadają się do tego układu?
    Tak ale mają małą rozdzielczość, wygodniej redulować napięciem odniesienia na drugim wejściu wzmacniacza operacyjnego.

    0
TME logo Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
TME Logo