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Misurare corrente tramite uC isolato

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[41] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto Utenteelfo » 3 ott 2020, 13:42

Se vuoi ridurre il tempo di commutazione del mosfet all'accensione (turn-on) per diminuire le perdite di commutazione - senza andare su driver specifici - puoi utilizzare un circuito "old school".

E' il classico "Totem-pole" - nello schema cerchiato di rosso

Q puo' essere uguale all'altro tranistor (2N2222)

D puo' essere un diodo schottky o anche un piu' modesto 1N4148
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[42] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 3 ott 2020, 14:32

Grazie Foto Utenteelfo e grazie Foto Utentemarioursino per l'aiuto

Dunque, ho ridisegnato il circuito con tutti i valori: (se non ci sono, non li so)



Ora, D2 devo vedere se ho un diodo in casa, altrimenti pensavo ad un 1N4007.
Per il resto, é cosí

Ho peró una domanda:
1) Dal simulatore la potenza dissipata dal mosfet é comunque alta.
Ad esempio, se sul carico cadono 10 volt, i restanti 40 li vede il mosfet. (E qui non capisco perché, non dovrebbe lavorare in lineare)
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[43] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 3 ott 2020, 15:35

Allora..ricapitoliamo un po':
- La frequenza deve essere per forza di minimo 500Hz, meno non posso.
Anzi, avevo intenzione di moltiplicarla fino al chiloHertz, anche se non so ancora bene come fare ció.

Più tieni basse le frequenza di commutazione, meno problemi hai e meno dissipi nel MOS durante la commutazione.
meno non posso perché?, di quanto peggiorerebbe?

Il perché deriva dal fatto che solitamente consigliano di pilotarle con frequenze alte per evitare fenomeni di scambio termico tra le facce della peltier. Ed a me va bene, preferirei portare quindi a 10kHz il PWM di controllo.
Non oso dire che sia sbagliato, ma questa affermazione non mi convince e non ho voglia di ricercarlo nel web. Lo scambio termico tra le facce della peltier penso dipenda dalla differenza di temperatura e sia quasi indifferente dalla frequenza del PWM.
Per effetto della capacità termica delle pareti della peltier e delle supefici ad essa attaccate,, la temperatura varia lentamente (stimo 1 C° al secondo)
quindi che il calore vari ogni 10 Hz (0,1 s) o 1kHz (0,001 s) la temperatura varia di poco.

Si sostiene che una peltier alimentata con tensione continua a 12 V ha un rendimento inferiore a una cella alimentata a 24 V con un duty cicle del 50 % ?
e che una cella alimentata ON-OFF (PWM) a 24 V con un duty cicle del 50 % a 50 Hz ha un rendimento minore di una cella alimentata a 24 V con un duty cicle del 50 % a 500 Hz ?
Mi pare strano, ma sono curioso di apprenderlo.

Inviami qualche riferimento.
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[44] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 3 ott 2020, 15:39

https://www.ti.com/lit/an/slua979a/slua ... e.com%252F

https://tetech.com/wp-content/uploads/2 ... T99MJN.pdf

https://softsolder.com/2012/12/03/pelti ... frequency/ (tra 300 e 3000 Hz)


https://tetech.com/faqs/
Questi sono nuovi documenti che ho trovato, devo ancora leggerlo. Appena ritrovo i vecchi riferimenti che avevo letto te li linko

Spesso consigliano anche di fare un filtro per il PWM, per evitare proprio di averlo sulla cella
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[45] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 3 ott 2020, 16:08

Ho scorso rapidamente gli articoli, sostengono le mie opinioni.
La frequenza di commutazione PWM pare non influire sulla affidabilità.
Una frequenza bassa produce un poco di fluttuazione della temperatura.


Spesso consigliano anche di fare un filtro per il PWM, per evitare proprio di averlo sulla cella
Condivido, ma realizzare un filtro passa basso (passivo a LC per non dissipare) con frequenza di taglio supponiamo 100 Hz e corrente supponiamo 5 A è ingombrante e costoso.

Purtroppo o per fortuna, sei giovane, e non hai ancora acquisito cosa e come progettare
scartando il prima possibile le scelte possibili, ma costose e poco pratiche.
Quale è la precisione e la stabilità della temperatura che vuoi raggiungere con le celle?
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[46] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 3 ott 2020, 16:54

As seen in Figure 6, while using constant current, the difference of temperature between the cold side and
the ambient temperature is 8.1°C greater than while using PWM current. Using constant current is 39.2%
more efficient than the PWM current.
[...]
Moreover, constant current drive is definitively preferred over PWM drive.




a) Ideally, thermoelectric coolers should operate on purely direct current for the best performance. However, a ripple factor of 10% will only result in 1% degradation in temperature difference. Most power supplies have better filtering than that, so ripple is not likely to be a concern.
[...]
d) If a temperature controller is used, it should be of the linear type or the pulse-width-modulated (PWM) type to minimize any detrimental effects of temperature cycling. Care should be taken to use a PWM frequency that is fast enough so that no thermal cycling is induced within the device. TE Technology’s controllers use a frequency range from approximately 300 Hz to 3,000 Hz.



Consigliano una frequenza tra 300Hz e 3kHz per minimizzare qualsiasi effetto deleterio nel ciclo termico. (Quindi quel che dicevo io, ovvero lo scambio termico tra facce nel periodo Toff).
Quindi, l'idea di portare a 10kHz il PWM era esagerata, ma portarlo tra 1kHz e 3kHz non sarebbe per niente una cattiva idea.

Se poi ci fosse addirittura un filtro, l'apparecchio diventerebbe il Top. (Ma, come dici tu, é costoso. Ed io non so minimamente quali componenti servirebbero. Tuttavia provare a progettarne uno per il semplice gusto di saperlo fare, non mi dispiacerebbe affatto).


Tralasciando quindi per ora il discorso dell'aumento di frequenza, che magari si vedrá dopo, avevo pensato ad una cosa (che sicuramente sará una cavolata).
Nel passaggio da alternata a continua, con ponte diodi e condensatore, si ha che il condensatore cede energia nel momento in cui la sinusoide tende allo zero. (Ho detto bene?)

Se si, continuo.
Il condensatore é determinato da:

C = Iout / (2f*Ripple)

La formula, da quel che ho letto sul forum, é semplificata. Tuttavia va comunque bene, tanto é solo "un esperimento" il mio.
Pensavo che, forse, in qualche modo si potrebbe applicare anche con il PWM.
Nel senso che, se faccio i conti, ottengo:

C = 6A / (2*500*0.2) = 6A / 200 = 30mF

Aumentando la frequenza ad 1kHz la capacitá si dimezzerebbe (15mF).
Condensatore enorme, ma il principio in linea teorica funzionerebbe?

(Facendo finta che la differenza tra PWM e sinusoide in uscita dai diodi non ci sia)
[Tra l'altro, la forma d'onda in uscita dai diodi come si chiama?]
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[47] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto Utentemarioursino » 3 ott 2020, 18:12

Non facciamo casino, il raddrizzatore non c'entra niente col circuito di cui parliamo.

Di che simulatore parlavi comunque?

Altra considerazione: a meno che non si parli di una massa di liquido di qualche milligrammo, lavorare in alta frequenza non serve a molto. Come è fatto questo liquido? Non ti conviene controllare la temperatura con una costante di tempo vicina a quella del sistema fisico? Perché dici che 1 Hz non sia sufficiente?
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[48] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 3 ott 2020, 18:14

marioursino ha scritto:Non facciamo casino, il raddrizzatore non c'entra niente col circuito di cui parliamo.

Di che simulatore parlavi comunque?


Multisim
Secondo lui il mosfet dissipa ció che le celle non utilizzano

marioursino ha scritto: Perché dici che 1 Hz non sia sufficiente?


Perché non é una frequenza consigliata quando si lavora con le peltier.
Minimo 300 Hz, massimo 3kHz.
Io vorrei lavorare a 2kHz
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[49] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto Utentemarioursino » 3 ott 2020, 18:19

Multisim
Secondo lui il mosfet dissipa ció che le celle non utilizzano


Le celle hanno la loro curva di carico, il tuo compito è imporre loro la tensione di 50 V. Nella tua simulazione probabilmente non stai accendendo correttamente il mosfet.

Perché non é una frequenza consigliata quando si lavora con le peltier.
Minimo 300 Hz, massimo 3kHz.


Quindi stai dicendo che alimentare le celle in DC non vada bene?
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[50] Re: Misurare corrente tramite uC isolato

Messaggioda Foto UtenteAleEl » 3 ott 2020, 18:24

marioursino ha scritto:
Multisim
Secondo lui il mosfet dissipa ció che le celle non utilizzano


Le celle hanno la loro curva di carico, il tuo compito è imporre loro la tensione di 50 V. Nella tua simulazione probabilmente non stai accendendo correttamente il mosfet.


Il circuito é quello che abbiamo disegnato
Quindi se non va, c'é qualcosa che non va nel circuito (no?)

marioursino ha scritto:Quindi stai dicendo che alimentare le celle in DC non vada bene?


No, anzi. Il DC sarebbe meglio del PWM.
Peró 1 Hz non é piú DC
Sbaglio?
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