AC güç kaynağı

[taydin]

RMS dendiği anda 500 Hz için yarım alternans desek 1 ms nin altında akım ölçmek mümkün olmaz. 50 Hz için 10ms. Bu çok uzun bir süre değilmi?

Duruma göre değişir. Rezistif bir yük için uzun değil. Hiçbir rezistans içinden 10 ms boyunca çok aşırı yüksek akım geçti diye yanmaz. O iletkenin bir termal kütlesi var ve o kütlenin ısısının yükselmesi zaman alır. Ama MOSFET gibi yükler için 1 ms bile çok uzun.

RMS yerine sinüsün açısı ile orantılı bir ref. kullanmalı diyeceğim.

Yani sinüsün pozitif ve negatif piklerine göre mi? 50 Hz de pozitif pikler arasında 20 ms süre var. Bir pozitif pikten hemen sonra akım anlık olarak çok yüksek bir değere çıktıysa bunu ancak 20 ms sonra farkedeceğiz. Ama mesela 50 kHz lik örnekleme hızı ile biz yük akımını anlık olarak ölçüyorsak, 20 µs de bir ölçüm yapmış oluruz. 100 µs içinde de 5 ölçümün ortalamasını alırsak ve bu değere göre gidersek daha iyi olmaz mı? Daha iyi bir ADC ile çok daha yüksek örnekleme hızları mümkün.

Orada da gerilim/akım arasında faz farkı olursa ne olacak sorusu çıkıyor.

Gerilim ile akımın arasındaki faz farkı önemli değil diye düşünüyorum, ama %100 de emin değilim. Bizim akımı takip etmemiz lazım diye düşünüyorum, çünkü yükü ısıtıp yakacak olan o.

 

[ismaily]

Yani sinüsün pozitif ve negatif piklerine göre mi? 50 Hz de pozitif pikler arasında 20 ms süre var. Bir pozitif pikten hemen sonra akım anlık olarak çok yüksek bir değere çıktıysa bunu ancak 20 ms sonra farkedeceğiz. Ama mesela 50 kHz lik örnekleme hızı ile biz yük akımını anlık olarak ölçüyorsak, 20 µs de bir ölçüm yapmış oluruz. 100 µs içinde de 5 örneğin ortalamasını alırsak ve bu değere göre gidersek daha iyi olmaz mı? Daha iyi bir ADC çok daha yüksek örnekleme hızları mümkün.

Hayır.

Pozitif pik yani sinüsün 90 derecesinde akım sınırı 10A ise 45 derecede 7A, 30 derecede 5 A gibi. Alternansın bitmesi beklenmeden komparatordan sinyal geldiği anda PWM kesilir. Komparator referansı da sinüs olacak tabii.

İşe uygun, modern bir mikro üzerindeki ADC ler 3-5 MSPS örnekleme yapabiliyor. Ama yine de akım sınırlama/gerilim regülasyonu gibi bir fonksiyonu ADC ile yapmak yerine analog bir komparator kullanmak daha uygun olur. Üzerinde komparator vs. bulunan mikrolarda var.

 

[taydin]

Alternansın bitmesi beklenmeden komparatordan sinyal geldiği anda PWM kesilir

Yani ayarlanan sınır akımını temsil eden bir sinüsü, referans olarak komparatörün bir girişine. diğer komparatör girişine de ölçülen akım değerini uyguluyoruz diyorsun? Evet, bu iyi bir çözüm. Ama PWM kesilmesini istemiyoruz, o yüzden komparatör yerine bir fark yükselteç kullanıp PWM'in duty cycle değerini değiştirmek lazım gibime geliyor.

 

[umk]

Youtube da şuna denk geldim.

ELGAR marka eski model bir AC Power Source. Sonra buna benzer olanının şase ve plugin şemalarını buldum. Belki işe yarar.

 

[taydin]

Youtube da şuna denk geldim.

ELGAR marka eski model bir AC Power Source. Sonra buna benzer olanının şase ve plugin şemalarını buldum. Belki işe yarar.

Bunda bir akım sınırlama olayı yok. Sadece voltaj ayarlanabiliyor ve ayarlanan voltajı da regüle ediyor. Standart bir puş pul amfi kullanılmış ve amfi çıkışında 42 VAC elde ediliyor. Sonra da bu voltaj bir trafo ile 100 küsür volta yükseltiliyor.

 

[ismaily]

Ama PWM kesilmesini istemiyoruz, o yüzden komparatör yerine bir fark yükselteç kullanıp PWM'in duty cycle değerini değiştirmek lazım gibime geliyor.

İşe uygun bir sürü mikrodenetleyici var. Benim tecrübe ettiğim smps serisi dsPIC ler.
Üzerindeki PWM modülü bir sürü perip. ile entegre edilebiliyor.
Her cycle'da akım limitleme modu tam olarak bahsettiğimiz gibi davranıyor. Komparatordan sinyal geldiği anda pwm 'in ON peryodu sonlanıyor.
Bu sonlanma kalıcı veya o peryot için geçerli olabiliyor. Gerçi bu özellik PWM fault girişi olan bir sürü mikroda var.
Akım/gerilim fazla düştüğünde 2. bir komparator ile pwm peryodunun erken başlamasını sağlamak da mümkün. Üstelik kendi üzerindeki komparatorlara 10bitlik bir referansı bir registere yazarak yapabiliyorsunuz. External bir DAC ihtiyacı yok.
Yada pwm 'in ON peryodunun bitişinden 100ns önce ADC tetiklemek gibi şeyler.

 

[taydin]

İşe uygun bir sürü mikrodenetleyici var. Benim tecrübe ettiğim smps serisi dsPIC ler.
Üzerindeki PWM modülü bir sürü perip. ile entegre edilebiliyor.
Her cycle'da akım limitleme modu tam olarak bahsettiğimiz gibi davranıyor. Komparatordan sinyal geldiği anda pwm 'in ON peryodu sonlanıyor.
Bu sonlanma kalıcı veya o peryot için geçerli olabiliyor. Gerçi bu özellik PWM fault girişi olan bir sürü mikroda var.
Akım/gerilim fazla düştüğünde 2. bir komparator ile pwm peryodunun erken başlamasını sağlamak da mümkün. Üstelik kendi üzerindeki komparatorlara 10bitlik bir referansı bir registere yazarak yapabiliyorsunuz. External bir DAC ihtiyacı yok.
Yada pwm 'in ON peryodunun bitişinden 100ns önce ADC tetiklemek gibi şeyler.

Evet bu gayet mantıklı. Eğer üç tane lineer amfi koysak ve tek bir dsPIC ile sürsek üç fazlı çıkış bile elde edilebilir.

 

[ismaily]

Lineer amfi koyulacaksa PWM vs. konularına niye giriyoruz anlamadım.
Anfi öncesi pre. regulator gibi birşeyden mi bahsediyoruz. Yada sadece gerektiğinde amfinin beslemesini kesmekten mi?
Lineer amfi olacaksa bir arduino bir DAC ref. üretmek için yeterli. Komparatorda amfinin kazancını sıfıra çeker.

 

[taydin]

Lineer amfi koyulacaksa PWM vs. konularına niye giriyoruz anlamadım.
Anfi öncesi pre. regulator gibi birşeyden mi bahsediyoruz. Yada sadece gerektiğinde amfinin beslemesini kesmekten mi?
Lineer amfi olacaksa bir arduino bir DAC ref. üretmek için yeterli. Komparatorda amfinin kazancını sıfıra çeker.

Class D amfi kullanılacaksa PWM olacak. Sanırım trifaze voltajlar ve yüksek güçler için Class D kaçınılmaz. Ama lineer amfi için PWM derdimiz yok.

 

[ismaily]

Ses frekansı için tasarlanan d-class amfilerin pwm frekansları 100+KHz gibi oldukça yüksek diye biliyorum.
H-köprü, mos sürücüler vs. bir sürü şey hazır demek. Ama maliyetli. Lineer amfinin de hem kendisi hemde kullanımı maliyetli.

Birde değişken yüklerde regülasyon nasıl yapılacak. Ses potunu digital pot ile değiştirerekmi gibi konuları analiz etmeli.
Ben daha çok online ups'in online kısmını sıfırdan tasarlamak gibi hayal etmiştim.

 

[kesmez]

Benim şu anda düşüncem, 1 kW lık, 450 VDC ile çalışan bir lineer amfi yapmak. 500 Hz bant genişliği yeterli olsa da, ben gene de çok daha yüksek bant genişliği olmasını istiyorum, çünkü ileride gürültü ekleme, faz dilimleme gibi özellikler eklersek bu ilave bant genişliği lazım olacak.

lineer amfi transistörleri çok ısınma yapacaktır. Isınmayı minimuma indirmek için lineer amfiyi elde edilecek çıkış voltajının maksimum değerinin birkaç volt üstende beslemek (buck-boost) ısınmayı azaltacaktır. yinede d sınıf amfi daha mantıklı.

 

[taydin]

Ses frekansı için tasarlanan d-class amfilerin pwm frekansları 100+KHz gibi oldukça yüksek diye biliyorum.
H-köprü, mos sürücüler vs. bir sürü şey hazır demek. Ama maliyetli. Lineer amfinin de hem kendisi hemde kullanımı maliyetli.

Birde değişken yüklerde regülasyon nasıl yapılacak. Ses potunu digital pot ile değiştirerekmi gibi konuları analiz etmeli.
Ben daha çok online ups'in online kısmını sıfırdan tasarlamak gibi hayal etmiştim.

Esasında online UPS'ler birer class d amfidir. Feedback kontrol ile regülasyon yapıyor. Frekansları dar bir aralıkta ayarlanabiliyor, ama bize 40 - 500 Hz aralığı lazım. Kısa devre koruması var, ama bize akım sınırlama lazım.

Lineer amfide de bir şekilde feedback regülasyon yapılması gerekir. Amfi kazancını mesela bir voltaj ile ayarlayabilmeliyiz.

 

[taydin]

lineer amfi transistörleri çok ısınma yapacaktır. Isınmayı minimuma indirmek için lineer amfiyi elde edilecek çıkış voltajının maksimum değerinin birkaç volt üstende beslemek (buck-boost) ısınmayı azaltacaktır. yinede d sınıf amfi daha mantıklı.

Isınma o kadar sorun değil, lineer'in avantajları için ödenebilecek bir bedel bence. Önce lineer yapıp belki class D olarak da sonradan bir tasarım yapılabilir.

 

[taydin]

Lineer amplilerde regülasyon prensibi DUMPING FACTOR ile ifade edilmektedir.
Dumping factör nedir?

Damping factor ile işimiz olmayacak bu amfide. Çok düşük de olsa yüksek de olsa farketmeyecek çünkü kapalı döngü regülasyon yapıyor olacağız.