logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5

kamil94goldman 19 Lis 2017 14:07 7473 30
  • #1 16834303
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    Witam,

    Mam pytanie o układ detekcji przejścia przez zero napięcia sieciowego, z separacją galwaniczną, za pomocą małego transformatora sieciowego 230V/5,5V, przedstawiony poniżej.

    Wejście "+" komparatora jest wyprowadzone na pin PA1 i podłączone do dzielnika napięcia, a wejście "-" komparatora jest wyprowadzone na PA3 i podłączone do masy. Czyli przejście przez zero, będzie wywoływało zmianę stanu logicznego na wyjściu komparatora i programowo można by ustawić, przerwania na zbocze opadające i narastające. Czy taki układ z wewnętrznym komparatorem będzie działał poprawnie?
    Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5
  • #2 16834386
    JacekCz
    Poziom 42  
    Potraktuj jako "głośne myślenie"
    a) chipy, w tym mikroprocesory o ile nie są ku temu przygotowane, nie pracują dobrze w okolicy zera napięcia (odnosząc oczywiście do własnego zasilania)
    b) czy transformator z małym obciążeniem (chwała że rezystancyjne) nie będzie miał przesunięcia fazy?
  • #3 16834396
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    Napięcie w obwodzie RL jest w fazie z rezystancja, więc jeśli nie ma tutaj pojemności, to przesunięcia napięcia, też nie ma.
  • #4 16834493
    Paulo93
    Poziom 17  
    Kolego, trochę mało filtrowane jest to napięcie :) dołożyłbym kondensatory na wyjściu za transformatorem. A co do samego pytania, ja robiłem detekcję na diodzie 1n4008 albo na mostku Gretza, a następnie optoizolacja i sygnał do uC. Co prawda to było dla stm32, ale do tego też powinno się nadać. Szczerze przyznam, że na diodzie działa znacznie lepiej.
  • #5 16834535
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    @kamil94goldman Będzie to działało poprawnie, pytanie dlaczego transformator, a nie zwykły transoptor, który jest znacznie mniejszy i tańszy?
    JacekCz napisał:
    a) chipy, w tym mikroprocesory o ile nie są ku temu przygotowane, nie pracują dobrze w okolicy zera napięcia (odnosząc oczywiście do własnego zasilania)

    Właśnie XMEGI są ku temu specjalnie przystosowane i mierzą napięcia do ok. -150mV względem swojej masy.
  • #6 16834674
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    tmf napisał:
    @kamil94goldman Będzie to działało poprawnie, pytanie dlaczego transformator, a nie zwykły transoptor, który jest znacznie mniejszy i tańszy?


    Znalazłem podobny przykład z transformatorem w książce od energoelektroniki i chciałem go zastosować. Z transoptorem, to np. coś takiego? Wydawało mi się, że układ z transformatorem powinien być dokładniejszy, bo w przypadku transoptora, impulsy są chyba dosyć szerokie.
    Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5

    tmf napisał:
    Właśnie XMEGI są ku temu specjalnie przystosowane i mierzą napięcia do ok. -150mV względem swojej masy.


    A jakie jest w XMEGach, maksymalne ujemnie napięcie, które może zostać podane na plus komparatora, czy na pin mikrokontrolera?
  • Pomocny post
    #7 16834791
    Paulo93
    Poziom 17  
    kamil94goldman napisał:
    A jakie jest w XMEGach, maksymalne ujemnie napięcie, które może zostać podane na plus komparatora, czy na pin mikrokontrolera?

    Dlaczego ujemne napięcie chcesz podawać na pin?
  • Pomocny post
    #8 16834864
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • Pomocny post
    #9 16834907
    Paulo93
    Poziom 17  
    Dokładnie tak jak pisze kolega R-MIK. Jak sprawdzałem czas od wykrycia zera do podania sygnału na triak dla uC stm32, to było to około 0,7ms. Więc maksymalny czas załączenia triaka w jednej połówce sinusa to 9,3 ms, więc wystarczająco na dość dokładne sterowanie. Ale dalej nie wiemy co kolega chce z tym robić, więc nie wiemy co będzie lepsze :)
  • Pomocny post
    #10 16834965
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • Pomocny post
    #11 16834982
    Paulo93
    Poziom 17  
    Zgadzam się jak najbardziej. Tyle, że (może powinienem o tym wspomnieć, a zapomniałem) w przerwaniu mam trochę funkcji do sprawdzenia i wykonania zanim uC poda sygnał na triak :D także masz rację jak najbardziej. Też używam Timera do załączenia drugiej połówki.
    PS. A programowo masz na myśli ustawienie wartości timera na wartość przeliczoną i sterowanie zacząć na drugiej i trzeciej połówce? :) Bo kiedyś nad tym myślałem i mam parę koncepcji, nie wiem która byłaby lepsza :). Jeśli możesz to odpisz na priv, bo nie wiemy czy temat dotyczy sterowania triakiem, więc nie będziemy tutaj spamować. :)
  • #12 16835110
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    R-MIK napisał:
    Możesz precycyjnie wykryc zero sieci, ale procesor potrzebuje czasu (np wejście w przerwanie) aby to "zero" zobaczyć.


    Czas wejścia w przerwanie jest kompletnie bez znaczenia - to bedą czasy rzędu 100-200 ns. Jakby się uprzeć, to ponieważ autor korzysta z nowoczesnego MCU, z dobrymi peryferiami, to całe sterowanie fazowe można zrobić na tym MCU całkowicie sprzętowo. Z drugiej strony, nie waże jest jakie jest opóźnienie detekcji zera przez sam transoptor. Ważne, że zbocza są generowane symetrycznie wokół przejścia przez zero. Z tego wynika, że zero wypada dokładnie w czasie t/2, gdzie t to czas pomiędzy zboczami. Tu na XMEGA też odpowiednią korektę można wprowadzić całkowicie sprzętowo. Oczywiscie gdby ktoś chciał superprecyzyjnie to zero wykrywać. W praktyce ważne jest aby detekcja nie pływała, samo opóźnienie dopóki jest stałe, nie stwarza problemów.
    Co do ujemnego napięcia na pinie - poniżej ok. -0,2V zaczynają przewodzić diody zabezpieczające IO, poniżej 0,5V przewodzą już w pełni. A więc poniżej -0,5V się z pewnością nie zejdzie.
  • #13 16835461
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    Witam,

    Układu takiego chciałem użyć do sterownika mocy, zbudowanego z dwóch połączonych przeciwsobnie tyrystorów, z układem MOC3021. Sterownik mocy będzie zasilał szeregowy silnik prądu stałego. Po tym co napisaliście zastosuje chyba jednak układ z transoptorem.

    Moja początkowa koncepcja:
    Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5

    Ale wracając jaszcze na chwile do koncepcji z transformatorem:
    tmf napisał:
    @kamil94goldman Będzie to działało poprawnie, pytanie dlaczego transformator, a nie zwykły transoptor, który jest znacznie mniejszy i tańszy?


    Ale w koncepcji z transformatorem, napięcie które będzie odkładało się na dzielniku i które jest podłączone do "+" komparatora, będzie w jednej pół fali ujemne? Więc taki układ będzie bezpieczny dla mikrokontrolera, skoro maksymalne ujemne napięcie wynosi -0,5 V?
  • #14 16835504
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • Pomocny post
    #15 16835509
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    kamil94goldman napisał:

    Ale w koncepcji z transformatorem, napięcie które będzie odkładało się na dzielniku i które jest podłączone do "+" komparatora, będzie w jednej pół fali ujemne? Więc taki układ będzie bezpieczny dla mikrokontrolera, skoro maksymalne ujemne napięcie wynosi -0,5 V?


    Zobacz jak jest zbudowane wejście mikrokontrolera. Tam jest dioda obcinająca, więc o ile nie przekroczysz jej maksymalnego prądu, to napięcie ujemne zostanie obcięte do mniej więcej -0,5V. Wystarczy dać szeregowo z pinem odpowiedni rezystor.
  • #16 16835610
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    R-MIK napisał:
    kamil94goldman napisał:
    Ale w koncepcji z transformatorem, napięcie które będzie odkładało się na dzielniku i które jest podłączone do "+" komparatora, będzie w jednej pół fali ujemne? Więc taki układ będzie bezpieczny dla mikrokontrolera, skoro maksymalne ujemne napięcie wynosi -0,5 V?

    Daj szeregowy rezystor ograniczający prad.

    Co do sterowania silnikiem. Może tak byc (zależy od mocy silnika), że tyrystor po załaczeniu nigdy sie nie wyłączy.


    Z jakiego powodu tyrystor ma się nigdy nie wyłączyć? Po spadku prądu tyrystora poniżej prądu podtrzymania, tyrystor powinien się sam wyłączyć, dla trybu ciągłego prądu, prąd przy obciążeniu RL jest podobny do sinusoidalnego. Moc silnika będzie około 200 W.
  • #17 16835661
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #18 16835689
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    tmf napisał:
    kamil94goldman napisał:

    Ale w koncepcji z transformatorem, napięcie które będzie odkładało się na dzielniku i które jest podłączone do "+" komparatora, będzie w jednej pół fali ujemne? Więc taki układ będzie bezpieczny dla mikrokontrolera, skoro maksymalne ujemne napięcie wynosi -0,5 V?


    Zobacz jak jest zbudowane wejście mikrokontrolera. Tam jest dioda obcinająca, więc o ile nie przekroczysz jej maksymalnego prądu, to napięcie ujemne zostanie obcięte do mniej więcej -0,5V. Wystarczy dać szeregowo z pinem odpowiedni rezystor.


    Gdzie mogę znaleźć informacje jaki jest jej maksymalny prąd? Szukałem w dokumentacji "Manual E" oraz dokumentacji "CPU atxmega32e5" w działach I/O Ports, lecz nic tam o tym nie jest napisane.
  • #19 16835735
    tmf
    VIP Zasłużony dla elektroda
    To jest opisane w notach aplikacyjnych. Nie wiem jak w XMEGA, ale w innych AVR dopuszczają max. 0,5 mA dla prądu ciągłego.
  • #20 16835755
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    R-MIK napisał:
    kamil94goldman napisał:
    Z jakiego powodu tyrystor ma się nigdy nie wyłączyć? Po spadku prądu tyrystora poniżej prądu podtrzymania, tyrystor powinien się sam wyłączyć, dla trybu ciągłego prądu, prąd przy obciążeniu RL jest podobny do sinusoidalnego

    Chodzi o przesunięcie prądu względem napięcia. Zerknij na notę optotiaka, tam jest przykład obwodów gwarantujących wyłączenie przy dużych obciążeniach indukcyjnych.
    Pewnie obwody te nie będą konieczne, bo 200W to nie tak dużo.


    W nocie katalogowej jest taki przykład:
    Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5

    Gdzie, układ z R = 39 ohm oraz C = 0.01 uF to snubber dla triaka (zastosowałem go w moim układzie), a układ R = 470 oraz C = 0,05 uF to snubber dla optotriaka. Ten układ miałeś na myśli ?
  • #21 16835806
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #22 16835849
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    R-MIK napisał:
    Tyle, że utrudniłeś sobie życie i dałeś tyrysory, chyba, ze ma to jakis konkretny cel.

    Generalnie triaki pracują gorzej z dużymi obciążeniami indukcyjnymi, dużymi du/dt oraz są na nich większe straty, więc chciałem zastosować układ dwóch tyrystorów, które stosuje się już przy większych mocach.

    Zastanawiam się jeszcze jak można by zrealizować pomiar prądu obciążenia z separacją galwaniczną. Może za pomocą jakiegoś przetwornika A/C komunikującego się za pomocą interfejsu SPI lub TWI, tylko że tutaj trzeba by poprzez rezystor bocznikowy mierzyć napięcie dodatnie i ujemne a jedyny taki przetwornik jaki znam mcp3202, mierzy tylko dodatnie.

    W książce od energoelektroniki znalazłem taki układ z przekładnikiem, ale do mostka tyrystorowego. Czy taki układ działał by może poprawnie w sterowniku mocy? Przy pracy ciągłej jest prąd podobny do sinusoidalnego, ale w pracy nieciągłej, są to bardziej pół fale dodatnie i ujemne, z przerwą co jakiś czas. Czy napięcie na rezystorze RM, było by proporcjonalne do prądu płynącego w obwodzie?
    Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5
    W książce jest napisane:
    "Wyprostowany prąd strony wtórnej przekładnika, przepływając przez rezystancje RM, wywołuje na nim napięcie, które jest proporcjonalne do prądu płynącego w obciążeniu przekształtnika."
  • #23 16835948
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #24 16836005
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    R-MIK napisał:
    Ja bym dał przekładnik + prostownik idealny na oampie.

    Czyli układ z przekładnikiem prądowym i prostownikiem, będzie działał poprawnie w sterowniku mocy i napięcie na rezystorze RM będzie proporcjonalne do prądu w obwodzie, przy przebiegach prądu jak poniżej i będzie można zmierzyć wartość TRUE RMS? Bo jakoś nie jestem pewien, co będzie się indukowało dla trybu nieciągłego.
    Detekcja przejścia przez zero napięcia sieciowego na atxmega32e5

    R-MIK napisał:
    A myślałeś o tyrystorze w mostku prostowniczym?

    Tak, tylko tutaj pytanie jest wysterować ten tyrystor. Trzeba by chyba wysterować go za pomocą transformatora impulsowego.
  • #25 16836039
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • #26 16836046
    kamil94goldman
    Poziom 3  
    A jeśli chodzi o ten układ z przekładnikiem prądowym i prostownikiem to on tutaj, też będzie mierzył poprawnie?
  • #27 16836060
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • Pomocny post
    #28 16836305
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • Pomocny post
    #30 16838451
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
REKLAMA