|
|
|
Возможности STM32 по стабилизации напряжения, Компенсация переменой составляющей STM32 |
|
|
|
Nov 10 2017, 20:50
|
Группа: Участник
Сообщений: 10
Регистрация: 18-07-15
Пользователь №: 87 623
|
Добрый день! Подскажите насколько качественно можно стабилизировать выходное напряжение источника питания с управлением от STM32 ? В частности интересует компенсация переменной составляющей. Вот, что у меня получилось выжать из источника питания с STM32. Переменная составляющая 0.5 в , выходное напряжение 50 в. Больше всего беспокоит форма переменной составляющей в виде треугольников. Подробней об источнике. Топология - полумост. Вход - 3 ф 380 В . На входе - мост Ларионова и пассивный фильтр. Отсюда и переменная составляющая 300 Гц. Выходное напряжение 50 В. Суммарная частота ШИМ ( 2 транзисторов) 200 КГц. Частота оцифровки АЦП и прерываний 100 КГц. Длительность прерывания составляет 3 мкс. Счётчик таймера считает до 5760. Микроконтроллер STM32F334. Обработка сигнала происходит следующим образом. По таймеру запускается прерывание по АЦП. Далее в обработчике прерывания происходят расчёты скважности ШИМ в зависимости от ошибки выходного сигнала относительного опорного. Потом полученный результат подается на таймер для формирования ШИМ.
|
|
|
|
|
Nov 11 2017, 03:50
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 176
Регистрация: 20-02-14
Из: Томск
Пользователь №: 80 612
|
Вообще говоря построение качественного преобразователя с прямым микропроцессорным управлением зависит от 3 основных факторов: 1. Измерения 2. Реализация регулятора 3. Формирование ШИМ На каком процессоре это делать, конечно важно, но на частотах сравнимых с частотой сети - не очень уж и важно. И конечно можно сделать качественный регулятор на гораздо меньших частотах преобразования и с гораздо менее производительным МК. 1. Измерения. 1.1. Желательно исключить время, когда происходит коммутация силовых ключей. Т.е. ШИМ модуль должен формировать отдельный строб запуска АЦП в момент времени, когда коммутаций нет. 1.2. Чтобы минимизировать воздействие помех нужно производить несколько измерений и использовать простое усреднение или накладывать фильтр с определенной характеристикой в зависимости от задачи. 2. Реализация регулятора. 2.1. В простейшем случае это может быть одноконтурный ПИД регулятор, на вход которого подается сигнал ошибки, на выходе формируется задание на ШИМ. 2.2. Нужно обязательно предусмотреть ограничение интегральной составляющей. 2.3. В более сложных случаях используются многоконтурные регуляторы подчиненного или параллельного регулирования. 2.4. Иногда требуется добавить контур токоограничения, который вступает в действие при резких изменениях нагрузки или в аварийных режимах. 2.5. Иногда целесообразно добавления контура регулятора по возмущению (то о чём писал ранее - это регулятор по отклонению). В общем тема это отдельная и сложная, решению в лоб обычно не подчиняется, литературы в сети много, в том числе приведены и методики настройки ПИД-регулятора. 3. ШИМ-модуль. 3.1. Нужно рассчитать и проверить на модели требуемую длительность "мёртвого времени" для ключей. Я уже не говорю о том, что нужно выбрать оптимальную топологию силовой схемы, есть масса вариантов обеспечения мягкой коммутации силовых ключей. 3.2. Обязательно предусмотреть несколько каналов программно-аппаратных защит разных уровней. 4. Ну и последнее, с точки зрения МК, при управлении силовым преобразователем важен абсолютный real time. Т.е. вы чётко должны представлять сколько времени у Вас выполняется тот или иной кусок кода, когда и в какой последовательности что у Вас выполняется и что никакие события в системе не повлияют а скорость обработки критически важного кода.
|
|
|
|
|
Nov 11 2017, 08:20
|
Профессионал
Группа: Свой
Сообщений: 1 879
Регистрация: 20-06-11
Из: Карелия, Петрозаводск
Пользователь №: 65 799
|
стабилизация выходного напряжения может быть а) по току нагрузки, б) по изменению питающей сети, в) по температуре, курсу валют, цене барреля нефти и др. Вам же надо не стабилизировать, а убрать пульсацию выпрямленного напряжения. Если петля работает должным образом, то лезть в неё не надо, а просто добавить LC фильтр. У вас 0,5/50 = 1% пульсаций, для начала неплохо. Добавьте фильтр и подавите ещё децибел на 20.
100мВ пульсаций для 12-вольтовых источников - норма для простых минвелов и иже с ними.
--------------------
путь наименьшего сопротивления проходит по пути наитолстого провода (с)
|
|
|
|
|
Nov 11 2017, 09:28
|
рядовой
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713
|
Цитата(Sanes @ Nov 11 2017, 00:50) Переменная составляющая 0.5 в , выходное напряжение 50 в. Больше всего беспокоит форма переменной составляющей в виде треугольников. Не очень понятно, какая из осциллограмм переменная составляющая и какая у нее частота. Из контекста это вроде бы 300 Гц, т.е. выпрямленное сетевое напряжение? Если так, то причина может быть в недостаточной глубине ООС на частоте переменной составляющий. Но это может быть и наводка на вход АЦП. Или глюк в программе - как у потерпевшего в соседней теме. На нечеткий вопрос можно дать множество нечетких ответов.
|
|
|
|
|
Nov 12 2017, 20:48
|
Группа: Участник
Сообщений: 10
Регистрация: 18-07-15
Пользователь №: 87 623
|
Спасибо всем за комментарии!
amiller. Подскажите, есть ли какая-то методика расчёта ограничения интегральной составляющей. Или оно находиться только экспериментальным путём?
YdaloJ. У меня уже стоит на выходе LC фильтр. Или вы про другой фильтр ? Меня больше чем числовые значения настораживает форма скомпенсированной переменной составляющей (на фото нижняя осциллограмма). Слишком большие "треугольники" на гребне осциллограммы. Соответственно и ток на трансформаторе пилообразной формы. Если сравнивать с ИП на ШИМ контроллере, то там ток на трансформаторе без пилообразной формы.
win. Нижняя - это осциллограмма переменной составляющей выходного напряжения. Верхние - огибающие ШИМ на транзисторах. 300 Гц это выпрямленное сетевое напряжение. На нижней осциллограмме 300 Гц это частота между минимумами переменки. А верхняя "пила" получилась при компенсации переменной составляющей.
AlexandrY. "Надо обрабатывать не сигнал ошибки, а сигнал производной ошибки, но отфильтрованный. А сигнал ошибки обрабатывать в цикле 10 КГц." Вы имеете ввиду дифференциальную составляющую? Почему 10КГц?
iosifk. Вы наверное не правильно меня поняли. Я хотел сказать ,что теория ТАУ для меня тяжела и по этому я попросил поподробней рассказать об указанном методе .
|
|
|
|
|
Nov 13 2017, 03:09
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 176
Регистрация: 20-02-14
Из: Томск
Пользователь №: 80 612
|
Цитата(Sanes @ Nov 13 2017, 00:48) amiller. Подскажите, есть ли какая-то методика расчёта ограничения интегральной составляющей. Или оно находиться только экспериментальным путём? Алгоритм очень простой: Если выходной код ПИДа у Вас упирается в ограничение (снизу или сверху), то Вы должны блокировать дальнейшее изменение интегральной составляющей. Это примерно эквивалентно насыщению ОУ в аналоговой схеме. Как только выход возвращается в диапазон регулирования, интегральная составляющая разблокируется и снова может изменятся. Нужно только не забывать про полярность ошибки. Если ошибка меняет знак, то блокировка тоже снимается.
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|