| Форум РадиоКот https://radiokot.ru/forum/ |
|
| Цифровая стабилизация тока https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=62&t=93569 |
Страница 1 из 4 |
| Автор: | ploop [ Чт авг 22, 2013 23:16:54 ] | ||
| Заголовок сообщения: | Цифровая стабилизация тока | ||
Пилю тут один интересный проектик. Это драйвер для питания мощного светодиода в фонаре. Схема во вложении. В основе - ATtiny85, но это не важно, поэтому не стал размещать в форуме AVR. Суть: это понижающий импульсный источник тока, обратная связь с шунта подаётся на два дифференциальных входа контроллера. Шунт 0.025Ом. На выходе разумеется ШИМ. Задача: удержать заданный ток при изменении напряжения питания с 4.2В до 3В. Проблемы: 1). Какой лучше применить алгоритм стабилизации? Необходимо добиться плавности регулировки, чтобы не было "рывков". Пробовал обычный линейный. Вот: Код: if ((cur_adc < (mode_adc - HYST)) && (pwm < 255)) pwm++; if ((cur_adc > (mode_adc + HYST)) && (pwm > 1)) pwm--; где cur_adc - текущее значение АЦП, mode_adc - рассчитанное значение, HYST - гистерезис. Разумеется дёргается. Если подать на вход сглаженное значение скользящим средним - имеем возбуд. Так и предполагалось. Дальше пробовал ПИД - с ним гораздо лучше, но меня терзают смутные сомнения, что он тут избыточен. При том ПИД настоящий, т.е. ресурсоёмкий (float-библиотека тянется). Можно, конечно, адаптировать, но вдруг есть варианты интереснее? 2). При значениях тока меньше 200-100мА напряжение на шунте будет за гранью добра и зла, т.е. ловить его одним встроенным АЦП не имеет смысла. А там и поменьше режимы есть, например 10мА. Как стабилизировать? Одна мысль - измерять напряжение питания, и от него вычислять. 3). Возможно на максимальных режимах придётся отключать встроенный ОУ, иначе АЦП уйдёт в насыщение (ток 3А). Как сделать плавный переход? 4). Изменять схему драйвера нельзя! Буду рад любым мыслям. Если что, наброски кода тут
|
|||
| Автор: | Kavka [ Чт авг 22, 2013 23:40:44 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
А оригинальный код чем не угодил? Там же с исходниками. Или там нет малоточных режимов? Схемка вот отсюда. http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=13353 http://led-driver.fonarevka.ru/ Прочие версии http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=5151 http://forum.fonarevka.ru/showthread.php?t=11395 |
|
| Автор: | ploop [ Пт авг 23, 2013 06:30:25 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Я в курсе откуда схема и код. Не угодил. Мерцание на нижних режимах, от него надо избавиться в любом случае, и переделать управление. Как показало ковыряние кода - его проще написать с нуля, чем что-то там поменять. |
|
| Автор: | Kavka [ Пт авг 23, 2013 07:36:47 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Мерцание... Это ведь из-за неточностей по пути имерение-расчёт-регулирование. Вот оно и дёргается в несколько единиц. На АЦП усреднение должно быть, если не забыл. Может гистерезис просто ввести в управление. |
|
| Автор: | Слесарь [ Пт авг 23, 2013 07:45:56 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Делайте обычное пропорциональное регулирование на максимально возможной частоте. Но не понятно вообще зачем это нужно, когда можно применить обычный аналоговый стабилизатор с управлением ШИМ микроконтроллера или цифровым потенциометром. |
|
| Автор: | Kavka [ Пт авг 23, 2013 07:59:22 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Обычный аналоговый... а КПД ??? PID регулятор там не особо нужен - ток меняется плавно вслед за разрядом аккумулятора. Смену режима не рассматриваем. Я не гуру по PID регуляторам, но, думаю, из-за "большой дискретности" АЦП при малых токах (то что ploop упоминал) и PID регулятор может давать мерцание. |
|
| Автор: | Слесарь [ Пт авг 23, 2013 08:12:24 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Kavka писал(а): Обычный аналоговый... а КПД ??? Ну извините. Аналоговый, с дискретным ШИМ или СИФУ выходом. У всех контроллеров импульсных источников питания аналоговый вход, соответственно, возможно аналоговое регулирование с помощью цифрового потенциометра или DAC. |
|
| Автор: | Слесарь [ Пт авг 23, 2013 08:14:14 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Kavka писал(а): PID регулятор может давать мерцание. Так и есть. И чем больше инертность измерительной/исполнительной системы, тем больше будут мерцания. |
|
| Автор: | Kavka [ Пт авг 23, 2013 08:20:23 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Ну, так и получается, что или увеличивать "чувствительность" входа, чтобы колебания системы регулирования были незаметны на глаз, или вводить гистерезис. |
|
| Автор: | Слесарь [ Пт авг 23, 2013 08:29:18 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Kavka писал(а): Ну, так и получается, что или увеличивать "чувствительность" входа, чтобы колебания системы регулирования были незаметны на глаз, или вводить гистерезис. Нет. Чем больше чувствительность тем выше нежелательная реакция на работу самого источника тока, так и на броски питающего напряжения. Гистерезис вообще не применим, будет ступенчатое регулирование. Необходимо быстродействие регулятора как у аналоговых систем. Нет ничего сложного использовать один из существующих контроллеров импульсных источников питания со стабилизацией тока (хотя, напряжение или ток стабилизировать, одна суть), приделать к нему обычный цифровой потенциометр по обратной связи. |
|
| Автор: | Kavka [ Пт авг 23, 2013 08:43:18 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Что-то мне кажется, что по габаритам это будет намного больше, чем существующая схема, которую менять нельзя (по постановке автора темы). Опять же, величина токового шунта с цифровым потенциометром как вяжется? Не чувствительность PID регулятора ("отзывчивость"), а чувствительность АЦП, количество отсчётов АЦП, чтобы броски регуляции были меньшими скачками. И напомню, что в этом конкретном применении, ток меняется плавно, вслед за разрядом аккумулятора. |
|
| Автор: | Слесарь [ Пт авг 23, 2013 09:40:48 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Kavka писал(а): Опять же, величина токового шунта с цифровым потенциометром как вяжется? Нормально вяжется, у контроллера по любому будет высокоомный вход. Существующая схема не обязательно самая верная. Надо просто почаще разрабатывать собственные схемы, а не просто копировать. |
|
| Автор: | Kavka [ Пт авг 23, 2013 10:17:38 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Предлагай конкретный вариант! 
|
|
| Автор: | ploop [ Пт авг 23, 2013 15:29:42 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Так, господа, поясню: существующая схема (как и прошивка) уже давно работает, и показывает замечательный КПД. Её изменять нельзя из-за того, что во-первых проблематично из-за габаритов (круг 15 мм под все детали, это копеечная монета), во-вторых есть много заводских печаток. Цитата: Мерцание... Это ведь из-за неточностей по пути имерение-расчёт-регулирование. Нет. Там ШИМ наложенный на ШИМ, первый на большом токе, на котором делается замер, второй прерывает его, длительность прерываний регулируется в зависимости от тока первого ШИМа.... круто, да? Цитата: Делайте обычное пропорциональное регулирование на максимально возможной частоте Мерцает из-за возбуда. RC-цепочки на шунте вносят элемент задержки. Цитата: Но не понятно вообще зачем это нужно, когда можно применить обычный аналоговый стабилизатор с управлением ШИМ микроконтроллера Это другая схема. Да и там не выйдет: аналоговый стабилизатор долго входит в режим, поэтому ШИМ на частотах выше 300Гц проблематичен, ток плавает. А 300 Гц на мощном фонаре натуральный стробоскоп. Так работают все нонейм-китайцы. Цитата: Гистерезис вообще не применим, будет ступенчатое регулирование. Небольшой (в пределах 2-3 единиц от 8-бит) незаметен на глаз. Цитата: Необходимо быстродействие регулятора как у аналоговых систем. Это в идеале, но необязательно. Напряжение проседает очень медленно. Разрулить по яркости плохие контакты и прочее хотелось бы, но в пределах разумного. Цитата: Нет ничего сложного использовать один из существующих контроллеров импульсных источников питания со стабилизацией тока Есть. Разместите его на площади копеечной монеты вместе с МК управления и дросселем, и запитайте от 2.5В. Вот это и сложность. По поводу ПИД: я мало с ним экспериментировал (с полчаса всего), но он показал хорошие результаты (лучшие из полученных, но недостаточные в общем) |
|
| Автор: | Слесарь [ Сб авг 24, 2013 17:59:15 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
ploop писал(а): Мерцает из-за возбуда. RC-цепочки на шунте вносят элемент задержки. Я вообще занимаюсь стиральными машинами и то же регулирую напряжение*ток=мощность, только коллекторного двигателя вращающего барабан с хаотично переворачивающимся и подпрыгивающем бельем в барабане. Вся эта механическая система с непредсказуемой степенью инертности придает значительные трудности для регулирования. Так вот со своей колокольни мне видится, что ваша проблема сильно раздута, на самом деле все должно быть значительно проще и на уровне проектирования системы у вас большие просчеты. |
|
| Автор: | ploop [ Сб авг 24, 2013 18:42:44 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Цитата: и на уровне проектирования системы у вас большие просчеты. На каком уровне? пока ничего не сделано. Если вы имеете ввиду аппаратную часть - та там всё нормально. |
|
| Автор: | Tamagotchi [ Вс авг 25, 2013 10:38:42 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Слесарь писал(а): а самом деле все должно быть значительно проще и на уровне проектирования системы у вас большие просчеты. Что конкретно, по Вашему мнению, должно быть изменено в схеме? |
|
| Автор: | ploop [ Вс авг 25, 2013 17:24:53 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
Tamagotchi, приветствую! |
|
| Автор: | Tamagotchi [ Вс авг 25, 2013 18:20:54 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
ploop писал(а): Tamagotchi, приветствую! Спасибо! Мой голос за простой и быстрый ПИД без float, но от МК нужно будет вся его моща. Тогда как в оригинальном драйвере использовалмя гистерезис и хватало 2MHz. |
|
| Автор: | Tamagotchi [ Вс авг 25, 2013 18:24:55 ] |
| Заголовок сообщения: | Re: Цифровая стабилизация тока |
ploop писал(а): 3). Возможно на максимальных режимах придётся отключать встроенный ОУ, иначе АЦП уйдёт в насыщение (ток 3А). Как сделать плавный переход? Этого делать не имеет смысла. |
|
| Страница 1 из 4 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
| Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |
|
