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lm1875 in DC

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[21] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 31 mag 2020, 9:13

SandroCalligaro ha scritto:
brabus ha scritto:Se vogliamo a tutti i costi realizzare una limitazione "hard" della corrente di uscita, anche in presenza di grosse capacità di filtraggio, la soluzione più semplice è un bel crowbar asservito da uno shunt serie.
Credo che senza un'impedenza in serie (induttiva, possibilmente) non ci sia modo di limitare il picco iniziale della corrente, in caso di corto.

Credo anch'io sia così, il crowbar, per quanto veloce, interviene comunque dopo un tempo, mentre un picco di corrente molto alta potrebbe transitare istantaneamente nel carico.
SandroCalligaro ha scritto:Una limitazione più "tranquilla" sarebbe quella di leggere anche la corrente di uscita (oltre a quella dell'induttore), e in base a quella usare il ponte di uscita (supponendo che sia un mezzo ponte, quindi con due switch attivi) per scaricare velocemente il condensatore.

Però la scarica del condensatore avverrebbe comunque attraverso l'induttore che si trova tra l'uscita del mezzo ponte e il condensatore, quindi credo avverrebbe comunque più lentamente che con il crowbar.

Forse un mosfet sempre chiuso messo in serie all'uscita (tra il condensatore e il carico) gestito da un controllo che guarda la corrente nel carico e che lo fa aprire quanto basta per limitare la corrente nel carico al valore impostato solo durante la scarica del condensatore potrebbe essere una soluzione, che ne pensate?
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[22] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 31 mag 2020, 10:14

BrunoValente ha scritto:Forse un mosfet sempre chiuso messo in serie all'uscita (tra il condensatore e il carico) gestito da un controllo che guarda la corrente nel carico e che lo fa aprire quanto basta per limitare la corrente nel carico al valore impostato solo durante la scarica del condensatore potrebbe essere una soluzione, che ne pensate?
Giusto: per limitare la corrente dobbiamo "aprire" un dispositivo in serie.
Bisognerebbe anche leggere il feedback a valle del mosfet, ma non lo vedo problematico, perché il suo effetto è resistivo, non c'è dinamica.

Vedo però un problema serio con l'induttanza del percorso di uscita, perché chiaramente aprendo il mosfet si rischia la sovra-tensione sul mosfet stesso. Purtroppo, questa induttanze dipende dal circuito di carico, quindi non è sotto il controllo di chi progetta.
Essendo, però, limitata la corrente massima (per progetto della protezione), forse si potrebbe usare una resistenza in parallelo al mosfet, che assicuri un passaggio alla corrente di uscita, con tensione limitata. Quasi sicuramente questo significa sovra-dimensionare il mosfet.

Altra possibilità che mi viene in mente è quella di usare il mosfet stesso come limitatore di corrente, calibrando la Vgs, ma temo ci siano troppe dipendenze da temperatura, invecchiamento...

Ho l'impressione che si stia cercando di reinventare qualcosa che viene già fatto normalmente, sarebbe bello vedere qualche schema di prodotti di fascia alta.
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[23] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto Utentedadduni » 2 giu 2020, 11:46

Aggiornamento ai partecipanti, non soddisfatto dalla limitazione di corrente sull' LM2596, e non soddisfatto dalla stabilità del lm1875, l'idea è diventata: usare lo switching come tracking pre-regulator, seguito da un LM317 che sarà pilotato da un DAC, stadio differenziale che legge uno shunt resistor e chiusura del loop di corrente sul micro. Non ho le competenze per stimare apriori il risultato, ma spero sarà istruttivo
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[24] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 2 giu 2020, 12:31

che corrente ti serve? puoi provare l'LM675 (3 Ampere)
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[25] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto Utentedadduni » 2 giu 2020, 12:48

Max 1A, ma ripeto che essendo una cosa didattica finalizzata più che altro al controllo digitale, non ho specifiche particolari. Anche lm338 non mi sembra una cattiva idea
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[26] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto Utentebrabus » 2 giu 2020, 13:12

Esiste un progetto simile già sviluppato da Dave Jones, basato sull'LT3080: https://www.eevblog.com/projects/usupply/
Fammi capire bene una cosa: qual scopo hai in mente per il microcontrollore? Se parliamo della sola generazione del segnale di comando per l'elemento lineare, il micro funge da interfaccia utente o poco più, senza alcun influsso sulla dinamica del sistema e sul controllo. Al massimo possiamo integrare un voltamperometro.
Il progetto è interessante, soprattutto se aggiungiamo il pre-regolatore switching.

Se vogliamo parlare di didattica più approfondita, io punterei su un alimentatore completamente digitale: il microcontrollore si occupa di leggere i segnali di feedback di tensione e corrente, generando il comando di Gate per l'elemento di controllo switching.
Gestire le tempistiche ed evitare glitch è un esercizio davvero raffinato, ricorrere all'assembly è quasi un obbligo.
Da realizzare in versione buck e boost ovviamente, con problematiche di zero a parte reale positiva incluse... :mrgreen:
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[27] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto Utentedadduni » 2 giu 2020, 13:52

il microcontrollore si occupa di leggere i segnali di feedback di tensione e corrente, generando il comando di Gate per l'elemento di controllo....

L'idea era questa, la parte analogica (lineare o switching che sia) voleva essere solo un buffer finale, il controllo lo farà il micro. L'avevo visto il progetto di Dave ma lui fa una cosa diversa, il feedback è completamente analogico e i dac generano solo segnali di riferimento.
L'unica soluzione che ho veramente scartato è il micro che controlla il gate in uno switching, non ne ho le competenze e aggiungere troppe variabili diventa un disastro subito.
L'idea che mi convince di più è di usare un integrato switching come pre seguito da un lineare, qualsiasi idea è ben accetta, vi tengo aggiornati!
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[28] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 3 giu 2020, 1:32

brabus ha scritto:Gestire le tempistiche ed evitare glitch è un esercizio davvero raffinato, ricorrere all'assembly è quasi un obbligo.
Quanto sia difficile stare nei tempi dipende, ovviamente, dalla frequenza di aggiornamento del controllo (e quindi dalla velocità di risposta desiderata, ma non necessariamente dalla frequenza di switching), oltre che dal microcontrollore scelto.
Se si vuole fare una cosa relativamente seria, conviene scegliere un "micro" serio. Il primo che viene in mente per queste applicazioni è il C2000 di TI.

Non sono molto d'accordo sulla necessità di scrivere in assembly. Con un buon microcontrollore, si possono scrivere in C algoritmi di controllo (semplici, come ad esempio due PI annidati) che vengono eseguiti in 10 us o giù di lì (faccio una stima alla buona). Questo non esclude protezioni veloci (per i dispositivi attivi, ad esempio) effettuate in hardware (la necessità di HW aggiuntivo dipende molto, ancora una volta, dal micro).
Senza nulla togliere alla bellezza dell'assembly (che, purtroppo, ho praticato troppo poco), gli algoritmi di controllo che ho visto per controllo di convertitori e motori sono in C (fa eccezione del codice a cui ho dato un'occhiata per memoria storica e curiosità, scritto negli anni '90).

dadduni ha scritto:L'unica soluzione che ho veramente scartato è il micro che controlla il gate in uno switching, non ne ho le competenze e aggiungere troppe variabili diventa un disastro subito.
Invece, secondo me, faresti bene a ritornare su questa decisione. Usare, nella catena di regolazione, qualcosa che non è sotto il tuo pieno controllo e che ha una sua dinamica, rende molto più complicate le cose.
Il funzionamento di un convertitore buck è semplice, ed anche il suo controllo (se fatto con gli accorgimenti giusti). Qui entra in gioco anche la tua formazione (cosa hai studiato?/cosa stai studiando?).

Secondo me, quello che ti serve per avere flessibilità e per fare le cose semplici, è un integrato che implementi un mezzo ponte, integrando possibilmente i relativi gate driver. Per iniziare a sperimentare subito, potresti comprare una schedina con L298 (cioè 4 mezzi ponti, pilotati nel modo più semplice possibile), che su internet si vendono al kg. E' versatile, ci puoi realizzare (per uso didattico) quasi tutti i convertitori più diffusi. Sarebbe meglio usare qualcosa a mosfet, ovviamente (le cadute di tensione dei Darlington usati nell'L298 sono molto pesanti). Induttore e condensatore sono abbastanza facili da trovare (o realizzare, nel caso dell'induttore).
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[29] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto Utentebrabus » 3 giu 2020, 8:43

SandroCalligaro ha scritto:(…)Quanto sia difficile stare nei tempi dipende, ovviamente, dalla frequenza di aggiornamento del controllo (e quindi dalla velocità di risposta desiderata, ma non necessariamente dalla frequenza di switching), oltre che dal microcontrollore scelto.
(…)


È proprio questo il bello. Certo, possiamo discutere ampiamente e trovare i Micro (e relativi tool di sviluppo) più adatti per questa specifica applicazione, ma se l'intuito non mi inganna Foto Utentedadduni punta tutto sulla didattica e ha in mente uno straclassico 8-bit da 4 MHz (AVR... PIC?).
Niente filtri in hardware, niente periferiche complesse: se tutto va bene abbiamo un ADC e qualche GPIO.
Con un oggettino del genere ci possiamo divertire a lungo. :mrgreen:

Dadduni, hai già una sigla in mente?
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[30] Re: lm1875 in DC

Messaggioda Foto Utentedadduni » 3 giu 2020, 8:56

Sono """abbastanza""" pratico con gli stm32, puntavo all' STM32F100 che ha anche 2DAC (e l'ho già a a casa :lol: )
O gli STM32F103 che sono più veloci ma senza dac. Interessanti i micro della TI, ho sempre voluto darci uno sguardo.

Come competenze, io sono al quinto anno di ingegneria elettronica ramo digitale, quindi sono molto più pratico di micro ed fpga che di analogica. Per questo il lineare mi faceva sentire più "al sicuro" rispetto allo switching.

Neanche gli stm hanno filtri in hardware, e questi non hanno nemmeno FPU e MAC, ma sono abbastanza veloci da farci qualcosina credo. Oppure si migra tutto il controllo su una FPGA :mrgreen:
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