ШИМ контроллер на DSP процессоре , Нечто нигде не встречавшееся ранее Опции

[astrahard]

1.) Поскольку в каждом, даже самом дешёвом инверторе, имеется регулятор тока то задействовать его для формирования любой на выбор ВАХ и Циклограммы с помощью недорогого DSP (до 200 руб.) например dsPIC33EPXXGS50X FAMILY (процессор будет "крутить" регулятор тока c посредством ЦАП в высоком темпе и воспринимать через свое АЦП вых. напряжение и ток с тр-ра тока, реализуя при этом алгоритм ПИД и Циклограммы импульсной сварки) в случае частичной модернизации, или напрямую управлять затворами IGBT без посредничества аналогового ШИМ в случае глубокой модернизации силовой части;


2.) Такое решение позволит оснастить произвольно выбранный уже готовый инвертор дополнительным функционалом наподобие профессиональных аппаратов http://www.технотрон.рф/product/ds200a33/;


3.) Или сформировать процесс STT например
http://www.intertehno.ru/articles/c4/35/;



есть достаточные основания полагать, что применение Циклограмм подобных MIG или TIG позволит усовершенствовать процесс MMA, приблизив его по качеству к процессу TIG (отсутствие брызг наподобие пайки, уменьшение расхода электроэнергии, чтобы лампочки у соседей не мигали)

4.) Начал разрабатывать плату управления по просьбе знакомого электрика для трехфазного инвертора, и думаю, какое еще применение найти?, это полностью цифровой ШИМ контроллер (трехфазный или однофазный с ККМ на шесть IGBT или MOSFET по барабану, в.т.ч. синхронный выпрямитель) с классными драйверами затвора SI8239x и цифровым сигнальным процессором, позволяет творить все что душе угодно (резонансный, фазовое управление, мост, полумост, косой прямоход и.т.д. вплоть до полного списка известных топологий, в том числе векторное управление асинхронным двигателем)



PS: Процессор dsPIC33EPXXGS50X FAMILY специально сконструирован для управления источниками питания без ограничения мощности. Смысл в том чтобы сделать подобное, но с цифровым ШИМ (будет не нужен аналоговый ШИМ UC3846 или ему подобные KA32xx и.т.п.). Кроме того хочу прикрутить к последней плате WiFi ESP8266 и в качестве панели оператора применить планшет с TeslaModbusSCADA, хороший протокол для MODBUS уже готов, проверял на TMS320F28016, собственно с него и начал работу с DSP так-же написал и проверил цифровой контур регулирования с поцикловым ПИД (2 мкс процессорного времени). Процессор хороший (TMS320F28xxx конечно лучше ШИМ 150 пс. конвейерное АЦП 12 Мс.), но дороже Пика. Пик покупается за 160руб. в Элтехе и имеет навороченный ШИМ с разрешением 1 нс. и 12 разр АЦП 2 Мгц с 5 УВХ больше чем TMS320 и 4 компаратора 20 нс. с временем распространения до затвора 45 нс. учитывая драйверы SI8239x. Понятно, что преимущество DSP в на несколько порядков более быстрой арифметике, что не успеет AVR сделает DSP.

Кроме того есть мысли по выходному дросселю:

Проблема сгорания выходных диодов не нова, детальное изучение темы дает следующую причину:

1.) Диоды горят по причине пробоя напряжением самоиндукции выходного дросселя;
2.) Хотя дроссель помогает стабилизировать дугу он-же и резко понижает надежность (избыточность индуктивности);
3.) Большинство последних фирменных сварочников не имеют на выходе дросселя хватает индуктивности рассеяния т-ра и индуктивности сварочных проводов а также того факта, что дуга хоть и нелинейная нагрузка, но не чисто емкостная ближе к резистивной (здесь могут быть несогласные) в т.ч резонансные и с фазовым управлением источники обходятся без сосредоточенного дросселя, при этом прекрасно стабилизируют дугу На мой взгляд, индуктивность дросселя не должна быть больше 2 микрогенри, все что больше - убивает надежность (диоды), хоть и повышает стабильность;
4.) Стабильность дуги в отсутствии сосредоточенного дросселя достигается совершенствованием алгоритма ШИМ;
5.) Совершенный алгоритм ШИМ (то есть применение специализированных контроллеров) повышает надежность и дроссель не нужен;
6.) Многие жалуются что свежие ШИМ контроллеры дороги и трудно доставаемы, а также тяжелы в освоении, но это преодолимо (освоение), а их кажущаяся дороговизна нивелируется расходами на сожженные силовые полупроводники;
7.) Продвинутый ШИМ - Это очень перспективно в плане надежности и потребительских свойств дуги и не противоречит резонансному, фазовому, косому, полному мосту и.т.д. все топологии;
8.) Выходные модули пробиваются исключительно в обратную сторону. Даже килоампер прямого тока до 20 мс. не выведет модули из строя, только обратное напряжение самоиндукции выходного дросселя жгёт диоды.

Некоторые мысли о температурном режиме силовой части, по собственным расчетам и наблюдениям за изделиями ведущих разработчиков.

По моим сведениям трансформатор должен греться до 100С это его нормальный режим, когда потери в феррите минимальны они (потери в феррите) имеют нелинейную зависимость от температуры (резко уменьшаться до 6 раз с ее ростом, поскольку феррит магнитодиэлектрик) в отличие от меди где они растут, но линейно. Так-же хорошо, когда нагреты диоды (потери меньше КПД больше), только IGBT нужно держать попрохладнее градусов на 30С, у них температурный к-т в другую сторону, почти все остальное в инверторе может и должно быть горячим до 100С нормально.

Сообщение отредактировал astrahard - 23.7.2016, 22:22

[IGBT]

например dsPIC33EPXXGS50X FAMILY (процессор будет "крутить" регулятор тока c посредством ЦАП в высоком темпе и воспринимать через свое АЦП вых. напряжение и ток с тр-ра тока, реализуя при этом алгоритм ПИД и Циклограммы импульсной сварки)

А что мешает к примеру взять мегу8, притулить к неё матрицу R2R и пулить любую диаграмму на выходе.
У меня по этому принципу уже лет пять как сделано. Можно лювую картинку на ослике увидеть. Специально пробовал рисовать.

[astrahard]

А что мешает к примеру взять мегу8, притулить к неё матрицу R2R и пулить любую диаграмму на выходе.
У меня по этому принципу уже лет пять как сделано. Можно лювую картинку на ослике увидеть. Специально пробовал рисовать.

Я не возражаю так уже делал, даже ПИД на МЕГЕ написал, но 8 разр. арифметика для ПИД не хватает, быстродействие тоже на исходе. Два контура управления не влезают по времени. У Вас получилось по причине сохранения в схеме микр. аналогового ШИМ. Это получается двухпроцессорная система Короче, у меня алгоритм требует большее к-во 16 разр. вычислений мега не тянет. А забыл и 32 разр умножения нужны. И еще dsPic33 выпускают в корпусе 28SO 1.27 мм. между ножками паябельность лучше.
В dsPIC33 кроме 16-32 разр. ядра присутствует супер навороченный цифровой автомат конфигурируемый вдоль и поперек увязывающий вместе АЦП ШИМ аналоговые компараторы Входы Fault и прерывания.

Сообщение отредактировал astrahard - 27.7.2016, 10:52

[IGBT]

У Вас получилось по причине сохранения в схеме микр. аналогового ШИМ.

А так и надо делать. Я пока не видел ни одного буржуйского аппарата, который сделан без ШИМ контроллера. Ну по крайней мере из тех, которые видел. Это самая правильная схемотехника. На ШИМ, ставятся все защиты, а проц управляет параметрами выхода. Не пытайтесь сделать аппарат на ОДНОЙ микросхеме. Это тупиковый вариант.

[astrahard]

Это тупиковый вариант.

Вам просто необходимо взглянуть на описание dsPIC33EPXXGS202 FAMILY первые насколько страниц где говориться for Digital Power Applications этот кристалл специально заточен для такого применения и включает ШИМ как подмножество периферии. В некотором смысле это двухъядерный кристалл с синхрой в отдельных узлах достигающей 960 Мгц. Да забыл, и все это за небольшие деньги 160 Руб.
DSPIC33EP16GS202-I/SO https://octopart.com/search?q=dsPIC33EP16GS202

Да, кстати, в некоторых вариантах СТТ совсем не нужно мерять напругу - сие излишне. Вполне достаточно оперировать только током.

Согласен. В конце концов мы оперируем одним параметром шириной очередного импульса ШИМ. При этом расчет ведется на основании шести параметров 2-датчика тока 2-напряжения 2- компаратора все на кристалле процика.

Эт точно. Пробовал с измерительными проводами. Результат в разы лучше. В силовых проводах сильные возмущения, вот они и стоят всю погоду.

Полностью согласен. Силовые провода с возмущениями я приспособил как линию задержки, чтобы иметь возможность заглянуть немного назад по времени.

Сообщение отредактировал astrahard - 27.7.2016, 22:58