Стабилизатор тока на микроконтроллере

[>TEHb<]

Наконец получил устойчивую программную стабилизацию тока......

Извините за нескромный вопрос, а алгоритмом не поделитесь? Как раз в планах аналогичное устройство, чисто для себя, в единичном экземпляре. А Электролит на выходе можно попробовать заменить меньшим танталом - пик по длительности должен быть меньше.

[aam]

Алгоритм такой:
вычисляю ошибку (dI) как разность между заданным значением и измеренным. Если значение регистра OCR0 не превысило 204 (ШИМ 80%) и модуль dI не превышает 5 (для гистерезиса - чтобы не было дребезга), то прибавляю к OCR0 эту дельту, деленную на 6. Дальше снова проверяю результат больше ли он 204 и меньше ли 0, если да, то обрезаю по 204 (ШИМ 80%) или по 0 (минимальная длительность импульсов). За счет ограничения ШИМа 80-ю %ми транзистор всегда открыт ограниченное время и при КЗ ток сильно не вырастет и будет ограничен индуктивностью дросселя.
В нормальных условиях при запуске ШИМ сначала плавно увеличивается до немного большего значения, потом асимптотически спадает до заданного.
Алгоритм не окончательный, это я вчера с работы пришел и накодил за полчаса))
Насчет электролита - бросок тока ведь протекает через электролит, а не через транзистор, так что думаю это не страшно. Попробую еще помоделировать схему и измерить ток ключа при КЗ, но думаю, 8-амперного мосфета в SO8 вполне хватит...

[>TEHb<]

В нормальных условиях при запуске ШИМ сначала плавно увеличивается до немного большего значения, потом асимптотически спадает до заданного.

Во, вот этот момент очень даже интересен. Пытался делать стабилизацию (правда напряжения) сразу, однако система либо шла вразнос, либо была уж слишком медленной.

[Murav]

За счет ограничения ШИМа 80-ю %ми транзистор всегда открыт ограниченное время и при КЗ ток сильно не вырастет и будет ограничен индуктивностью дросселя.

Ещё раз повторяю: ограничением коэффициента заполнения невозможно ограничить ток преобразователя. Ток дросселя при закрытом ключе не успевает снизится до нуля - нарастание тока за один период когда ключ открыт: dIon = (Vin-Rds*I-(RL+Rcs)*I)*D/(f*L) , а спад тока после закрытия ключа: dIoff = (Vd+(RL+Rcs)*I)*(1-D)/(f*L). То есть ток корткого замыкания будет Iкз=(Vin*D-Vd*(1-D))/(RL+Rcs+Rds*D) или в случае, когда Vin=7В D=80% Vd=1В(падение на диоде) RL=0,1Ом Rcs=1Ом Rds=0,1Ом(сопротивление транзистора в открытом состоянии) - не более 4,5А. А ток транзистора при этом - 3,6А.
А если дроссель уйдёт в насыщение, то при 80% коэффициента заполнения среднеквадратичный ток будет 5,5А.

Вот осциллограмма из протеуса:

Советую использовать не виртуальный осциллограф, а графики - на них можно посмотреть гораздо больше.

Во, вот этот момент очень даже интересен. Пытался делать стабилизацию (правда напряжения) сразу, однако система либо шла вразнос, либо была уж слишком медленной.

На МК хорошее время отклика получить и не получится. У меня например для повышающего преобразователя светодиода используется скорость изменения коэффициента заполнения по единице на каждые 40мА разницы(выходной ток при этом в районе ампера) каждые 620мкс(это 1,6кГц или 1/6 рабочей частоты АЦП). При этом есть допуск в +-20мА.

Если есть проблемы с запуском, то можно сделать плавный запуск - при включении ограничивать скорость нарастания определённым значением. Мне плавный запуск не потребовался.

У кого какое мнение по этому поводу? На что лучше - делать стабилизаторы на МК или на этой микрухе?

На LM2576 - проще разработка, а на МК - меньше получится деталей. Остальные характеристики схем практически одинаковы.

[aam]

На МК хорошее время отклика получить и не получится.

Насколько я понял, для аккумулятора все равно какое время отклика. Тут главное чтобы транзисторы не сгорели при нештатных ситуациях (например КЗ чем-либо или испорченный аккум с КЗ).
Я так понял, что-нибудь вроде IRF9520S http://www.voltmaster.ru/cgi-bin/qwery. ... &group=204 подойдет в качестве ключа? Какое должно быть максимально допустимое напряжение при напряжении питания 7...12 В?

[aam]

Вот как запускается стабилизатор:

Красный график - ток, зеленый - напряжение на нагрузке. Это при напряжении питания 7 В (а не 12). Нагрузка 2 Ом, датчик тока 0,5 Ом. 1 А/дел., 1 В/дел. Ток через нагрузку 0,6 А.

А вот законтачил нагрузку:

уж больно ток маленький))) Кстати после колебаний ток стабилизируется.

Кстати как там графиками пользоваться я так и не понял...

[Murav]

Кстати как там графиками пользоваться я так и не понял...

Сначала кидаешь ANALOGUE GRAPH куда-нибудь, потом ставишь во все интересующие точки Votlage и Current(обрати внимание, они имеют направление) Probe и перетаскиваешь их на график(там две оси - слева и справа и куда перетащишь на той оси графика и будет). Так же если нужно можно добавить график, рассчитывающийся из нескольких токов и напряжений(до 4 входов) из меню графика.
После того как поставил входы, нужно указать в свойствах графика его время работы. И после этого нажать Simulate Graph.
Кнопки и выключатели во время симуляции нажимать не получится, так что надо делать чтобы они сами нажимались в нужное время. Я для этой цели использовал Voltage Controlled Switch(он есть в библиотеках компонентов) и источник одиночного импульса из генераторов.
График можно развернуть в отдельное окно и там масштабировать его, измерять напряжение, ток и время(первый курсор устанавливается левой кнопкой мыши, а второй той же кнопкой с Ctrl), экспортировать изображение и т.д.

[aam]

Народ! Подскажите, как реализовать ПИД-регулятор на МК для понижающего ШИМ преобразователя?
Щас я пытаюсь методом научного тыка сообразить стабилизатор - он не устойчив. Я так понял, у меня щас что-то вроде пропорционального регулятора, хочу попробовать хотя бы ПИ, а потом может и ПИД.
ЗЫ: надо было ТАУ в институте лучше учить...

[maglev]

пытаюсь методом научного тыка сообразить стабилизатор - он не устойчив. Я так понял, у меня щас что-то вроде пропорционального регулятора, хочу попробовать хотя бы ПИ, а потом может и ПИД

"ПИ" не будет более устойчив, чем "П". "ПД" - при правильной настройке - будет.

[aam]

Может тогда сразу ПИД делать?

[smit69]

А схему из 10 номера Радио за 2007г, ни кто не видел?!
Там в принципе все нормально сделано, вот только на три АКБ, да еще и на PICе, а я их чето не долюбливаю!!! Так вот там стабилизаторы сделаны на КРЕНках и вполне грамотно Может там идейку стыбрить? Там даже есть разрядка не доконца разряженного АКБ перед зарядкой, тоже нужная функция я считаю. И тренировка АКБ.

[aam]

Что касается стабилизаторов, так там даже моторчик вентилятора на схеме нарисован. Ни о чем не говорит? К тому же там ток 0,23 А, а в моем заряднике от 80 мА до 1,62 А, т. е. до 0,6С для 2700 мА*ч. И если у аффтара там кулер от компа, то, если я по такой схеме стабы сделаю, то мне зарядник пылесосом охлаждать придется Единственный рассматриваемый вариант линейного стаба - питание от источника 3,3 В. Но даже тогда на всем заряднике при наиболее ходовом токе 840 мА будет выделяться 6 Вт - а это уже суп варить можно, если в закрытом корпусе. Вот и пришлось городить ШИМ.
Кроме того, в указанной статье алгоритм "наколенный": "В этом режиме МК периодически измеряет напряжение на аккумуляторе, и когда оно достигает значения 1,45 В, он начинает проверять возрастает напряжение или нет." Для меня это говорит о многом - дальше можно не читать...

[smit69]

Ок понятненько, ну я так для примера привел, это понятно что на ШИМ будет гораздо холоднее да я думаю и компактнее!
Просто меня очень заинтересовал ваш проект, поскольку у меня фотоапарат на 4 АА АКБ, для меня это очень актуально, а то я уже запарился этим ширпотребом АКБшки убивать!!! Жду с нетерпением рабочего девайса, правдо помочи от меня я думаю будет 0, поскольку я практик, и с теорией у меня напряг!!! Но морально я с вами, и потэстить девайс, если че зовите!!!

[aam]

да я думаю и компактнее!

Если с точки зрения деталей - то не факт, если конечно учесть радиатор для непрерывного стаба - то конечно покомпактней. Для примера - у меня на комповых колонках на TDA2050 ребристый радиатор 15х15х1,5 см. Мощность покоя там какраз около 5 Вт и летом он градусов 45. Радиатор снаружи - так что примерно понятно как будет прощупываться зарядник с такой рассеиваемой мощностью.

Жду с нетерпением рабочего девайса

Только там схемка жутковатая и все на СМД - проц в TQFP44, резики 0805 и т. п., дорожки предполагаются 0,3 мм с зазором 0,2

[smit69]

Да ничего, победимо!!! ЛУТ уже осваиваем во всю!!! Вот токма у меня ЧИП в основном 1206, да ничего можно и платку поправить, как говорится - не в первой Вот например недавнее творение часиков. и можно сказать первое освоение ЛУТ!