Измерение силы тока в цепи с ШИМ

[prv1984]

Здравствуйте, уважаемые радиолюбители. В данный момент я проектирую автоматическое зарядное устройство для АКБ, которое в дальнейшем будет входить в состав контроллера ветрогенераторной установки. В процессе проектирование возникла следующая ситуация: заряд АКБ планируется производить с применением ШИМ. Ширина импульсов зависит от измеряемого тока и напряжения на аккумуляторе. Для измерения напряжения и тока используется АЦП и МК ATMega16.
Суть проблемы в том, что при включении нагрузки напрямую ток измеряется идеально, но стоит запитать нагрузку через ШИМ, значение тока начинает прыгать в зависимости от подаваемых импульсов (при любой скважности). Есть ли методы для выхода из подобной ситуации???
---
С уважением, Роман.

[igor-x]

тогда мерять надо тоже импульсно
1. например ставите шунт и на нем с помощью осцилографа можно измерить импульсный ток
2. тоже шунт + АЦП , который стартует измерение по фронту импульса на шунте -потом снимаем значение на комп или МК. в этом случае нужно чтобы длительность импульса была больше времени преобразования АЦП.

[korsaj]

Индуктивность и конденсатор, тем более что аккум не очень любит такие встряски (ШИМ напрямую на АКБ)..

[urry]

узнаем период шим.
делим его на 64 или 128 отрезков.
Снимаем значение ацп каждого, складываем в массив.
Каждое значение массива возводим в квадрат и суммируем.
Берем квадратный корень из суммы и делим на 64 или 128.
У нас получилось действующее значение напряжения, затем делим на сопротивление шунта и получаем ток.

[ibiza11]

Вам уже все предложили. в обоих случаях предлагают интегратор: в одном случае аналоговый, в другом - цифровой. Я бы поставил ОУ после шунта, а потом аналоговый фильтр. Либо на самом ОУ собрать фильтр. Он должен срезать несущую ШИМа, т.е. это ФНЧ.
Вот тут есть схемы:
Практическое применение операционных усилителей. Часть первая.
Практическое применение операционных усилителей. Часть вторая.
Практическое применение операционных усилителей. Часть третья.

[prv1984]

Индуктивность и конденсатор, тем более что аккум не очень любит такие встряски (ШИМ напрямую на АКБ)..

Я слышал, что для устранения пульсаций по выходу используют 2 типа фильтров (LC и RC). Скажите пожалуйста, какие наиболее эффективные и какая методика их расчёта под требуемые параметры?

[ChipKiller]

Я слышал, что для устранения пульсаций по выходу используют 2 типа фильтров (LC и RC). Скажите пожалуйста, какие наиболее эффективные и какая методика их расчёта под требуемые параметры?

.. недостаток RC - низкий КПД. Методику расчета можно найти в книжках по импульсным источникам питания. Как вариант - здесь

[korsaj]

Ответ LC.
PS Шим без фильтров используют: для управления двигателями потому что он сам собой инерционная система с "встроенным" LC фильтром (как бы фильтр низких частот); для светодиодов потому что глаз не видет пульсаций; для всевозможных нагревателей - очень инерционная система. Но для аккумов не хорошо, потому что они имеют нелинейное внутреннее сопротивление (чем больше ток тем больше сопротивление) что приводит к снижению кпд при больших токах, следовательно ток зарядки не должен привосходящий 1С, а лучще меньще.

[Барсик]

У нас получилось действующее значение напряжения, затем делим на сопротивление шунта и получаем ток.

Требуется не действующее значение тока, а среднее. Поскольку требуется аккумулятор зарядить, а не нагреть. Т.е. надо знать количество электричества, пропускаемое через аккумулятор в единицу времени.

Я слышал, что для устранения пульсаций по выходу используют 2 типа фильтров (LC и RC).

Поставьте RC цепочку и не парьтесь. Постоянную времени выберите больше периода ШИМ раз эдак в 100.

[urry]

Поскольку требуется аккумулятор зарядить, а не нагреть.

Спасибо, понравилось.
Как бы большинство используемых приборов меряют среднеквадратичный, а не средний ток - и именно на них ориентируются производители аккумуляторов со своими рекомендациями, нет ?

[Барсик]

Как бы большинство используемых приборов меряют среднеквадратичный, а не средний ток

Прибры, используемые в цепях постоянного и пульсирующего напряжения или тока, как раз чувствуют именно постоянную составляющую - среднее значение. Будь то головки магнитоэлектрической системы или цифровики с двойным интегрированием. Головки электромагнитной системы, те да, чувствуют действующее значение. Но что-то я их никогда не видел в цепях постоянного тока...

[DX168B]

Решил проблему, вставив в ООС ОУ кондерчик. Правда огромной точности и линейности (0,0001А) не стоит ожидать, так как образуется RC цепь и КУ схемы будет зависеть от частоты (гармоник, выбросов, помех и прочей гадости) А так, вполне подошло для измерений с точностью в 0,1.

[dr.doc]

Измеряете импульс тока, скважность уже известна (задание ШИМ и его период) - далее (это же МК) по формуле Irms=Ia*sqrt(Y). Формула для прямоугольного сигнала.