Funkcje sterowania cyfrowego przekształtników (lista nie wyczerpująca)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Funkcje sterowania cyfrowego przekształtników (lista nie wyczerpująca)"

Eugeniusz Tomczak
7 lat temu
Przeglądów:

1 Funkcje sterowania cyfrowego przekształtników (lista nie wyczerpująca) tryb niskiego poboru mocy przełączanie źródeł zasilania łagodny start pamięć i zarządzanie awariami zmiana (nastawa) sygnału odniesienia zmiana zasady sterowania złożone techniki sterowania (np. PWM z modulacją częstotliwości) cyfrowa implementacja pętli sprzężenia zwrotnego komunikacja z innymi blokami i użytkownikiem pomiar wartości skutecznej, mocy czynnej, współczynnika zniekształceń prędkości, momentu obrotowego kompensacja współczynnika mocy minimalizacja zniekształceń harmonicznych minimalizacja zaburzeń wysokiej częstotliwości funkcje pomocnicze chłodzenie sterowanie wentylatorem 22

Poziom 1 Sterowanie włącz-wyłącz Funkcje start-stop tryb niskiego poboru energii zarządzanie wieloma odbiornikami pamięć awarii, watchdog, zarządzanie awariami

2 Poziom 1 Sterowanie włącz-wyłącz Funkcje start-stop tryb niskiego poboru energii zarządzanie wieloma odbiornikami pamięć awarii, watchdog, zarządzanie awariami komunikacja zabezpieczenia termiczne Sprzęt przetwornica z własnym sterownikiem analogowym prosty mikrokontroler oddziałujący poprzez wejścia typu włącz-wyłącz 23

Poziom 2 Sterowanie proporcjonalne Funkcje sterowanie napięciem wyjściowym ograniczenia prądowe, napięciowe, temperaturowe łagodny start i kontrolowane zatrzymanie sterowanie

3 Poziom 2 Sterowanie proporcjonalne Funkcje sterowanie napięciem wyjściowym ograniczenia prądowe, napięciowe, temperaturowe łagodny start i kontrolowane zatrzymanie sterowanie chłodzeniem Sprzęt przetwornica z własnym sterownikiem analogowym średnio prosty mikrokontroler przebieg impulsowy (PWM/CCP) podawany na wejście typu zezwalającego pomiar (ADC, SPI/I2C) 24

Poziom 3 Sterowanie wewnątrz topologii przekształtnika Funkcje przełączanie topologii kompensatora przełączanie zasady sterowania i rodzaju sprzężenia zwrotnego (np.

4 Poziom 3 Sterowanie wewnątrz topologii przekształtnika Funkcje przełączanie topologii kompensatora przełączanie zasady sterowania i rodzaju sprzężenia zwrotnego (np. przy małym obciążeniu) zmiana częstotliwości przełączania Sprzęt realizacja sprzężenia zwrotnego wewnętrzny generatormodulator (PWM) wewnętrzne zasoby analogowe lub zewnętrzne układy dedykowane (przetworniki A/C, wzmacniacze operacyjne, komparatory, oscylator, źródło napięcia odniesienia) zewnętrzny sterownik bramki 25

Poziom 4 Sterowanie w pełni cyfrowe (1) Funkcje bardziej złożone funkcje z niższych poziomów przekształtniki wielostopniowe cyfrowa (programowa) implementacja sprzężenia zwrotnego sterownik PI(D) lub

5 Poziom 4 Sterowanie w pełni cyfrowe (1) Funkcje bardziej złożone funkcje z niższych poziomów przekształtniki wielostopniowe cyfrowa (programowa) implementacja sprzężenia zwrotnego sterownik PI(D) lub inne algorytmy sterowania zaawansowane pomiary korektory współczynnika mocy (avg, rms, λ, dh, i(k)) falowniki (v(k), dh) szczególne sprzężenia zwrotne śledzenie punktu maksymalnej mocy (energia słoneczna) 26

6 Poziom 4 Sterowanie w pełni cyfrowe (2) Sprzęt zwykle procesory DSP / mikrokontrolery sygnałowe DSC 27

7 Poziom 4 Sterowanie w pełni cyfrowe (3) Współpraca mikrokontrolerów DSC wielostopniowy przekształtnik z izolacją galwaniczną 28

8 Rodziny mikrokontrolerów MicroChip dedykowane do zastosowań w elektronice mocy 29

9 Sugerowane aplikacje różnych rodzin mikrokontrolerów firmy MicroChip 30

10 Zasoby standardowych mikrokontrolerów (MCU) firmy MicroChip PIC10F (8 bit, 6 pin) przetwornik A/C (8 bit) komparator oscylator i czasomierz PIC18F (8 bit) PIC12F i PIC16F (8 bit, 8 64 pin) szybkość do 5 MIPS moduły ECCP (Enhanced Capture Compare PWM) sygnały odniesienia dla sterowników analogowych komparatory + multipleksery zabezpieczenia przetworniki (8/10 bit) monitoring komunikacja: UART, SPI, I2C szybkość do 12 MIPS sprzętowa mnożarka szybkie obliczenia dla algorytmów sterowania ECCP generacja sygnałów PWM do 3 szybkich ADC (10 bit, 200 ksps) sygnały sprzężenia zwrotnego komunikacja: USB, CAN PIC24F (16 bit) szybkość do 16 MIPS ADC do 500 ksps 31

11 Łagodny start poprzez analogowy scalony sterownik przetwornicy (poziom 1) PIC10F200 wejście Shut-down (Enable) Rozwiązanie korzystne, gdy w sterowniku brak pinu Soft-Start lub napięcia odniesienia 32

12 Łagodny start program 33

13 Łagodny start program (2) 34

14 PIC10F + MCP1630 ogólna idea współpracy (poziom 1 2) Sterownik MCP1630 modulator PWM z analogowym prądowym sprzężeniem zwrotnym zewnętrzne elementy RC dla kompensacji Mikrokontroler narzuca fs i Dmax (toff(min)) na stałe wyłącza wystawiając 0 ustala napięcie wyjściowe (VREF) monitoruje napięcie wejściowe, wyjściowe, temperaturę 35

15 Przewaga rozwiązania analogowo-cyfrowego nad cyfrowym Mikrokontroler rozdzielczość nastawy VREF Sterownik analogowy dokładność regulacji Voutput Może się wydawać, że rozdzielczość PWM 10 b to dużo co innego nastawianie, a co innego regulacja Układ ładowania akumulatora: Uo const, Io regulowane i stabilizowane 8 b ( D 0,004) nie wystarcza nawet do nastawy Io 10 b ( D 0,001) nie wystarcza do regulacji tj. kompensacji wpływu Ui, Uo Io [ma] Io [ma] ,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 D 0 0,4766 0,4805 0,4844 D 36

Podobne dokumenty

Część 5. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania

Część 5. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania Część 5 Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania Korzyści z cyfrowego sterowania przekształtników Zmniejszenie liczby elementów i wymiarów układu obwody sterowania, zabezpieczeń, pomiaru, kompensacji