ADC, PWM, Nyquist, Örnekleme Hakkında

[elektronik_0]

Merhaba,

Nyquist teorisine göre örnekleme frekansı, anahtarlama frekansının en az 2 katı olmalı. Diyelim 5 katı seçtik.
50kHz ile anahtarlama yapan bir full bridge dönüştürücüde örnekleme frekansı 250kHz oluyor. Oldukça yüksek bir değer gibi geliyor.

100kHz ile anahtarlama olsa 500kHz oluyor.

Bunun yazılım tarafındaki kontrolü nasıl oluyor? 2us saniyede bir örnek alıp, bunu bir PI dan geçirmek vs. Ana döngüdeki işler nasıl yürüyecek?

Biraz kafam karıştı. İzah etmek isteyen var mı?

[power20]

Dönüştürücüden çıkan dalganın kendisi değil de belki doğrultulmuş hali DC olarak dikkate alınır. ADC ile okumak kolay olur. Ripılına bakılır

[elektronik_0]

Mesela buck ya da boost olarak düşünelim. Örnekleme ve pwm arasındaki ilişkiyi nasıl hesaplıyorsunuz? Nyquisti dikkate alıyor musunuz?

[power20]

Yanıltıcı bilgi vermiş olmayayım. Benim bu konuda tecrübem yok. sadece tahmin yürüttüm.
Şu sayfadaki bilgiler yararlı olabilir:

https://www.emo.org.tr/ekler/ab1e2282cb851c3_ek.pdf

[quarko]

Nyquist aslında anahtarlama frekansının min. 2.5 katında örnekleme yap demez. Nyquist, belirli bir frekanstaki analog bir sinyali dijitale çevirip, sonrasında tekrar dijitalden analoga dönüştürmek istersen en az 2/2.5 katında örnekleme yapmalısın der.

Güç elektroniğindeki anahtarlama frekansının 2 katında örnekleme yapmak, nyquist oranı ile direkt ilişkili değildir. Anahtarlama anlarındaki, akım/gerilim bilgisini alırsın ve belirli bir kontrol algoritmasından geçirip, anahtarlara bir sonraki periyotta uygulayacağın pwm sinyalinin duty cycle değerini elde etmiş olursun. Dolayısıyla ilgili büyüklüğün, her anahtarlama anında uygulanan pwm sinyali ile istikametini belirlersin. İstersen anahtarlama frekansında örnekleme yapar, kontrolcünü çalıştırırsın. İstersen kontrolcünü anahtarlama frekansında değil, daha yavaş çalıştırırsın. Örneğin 2 periyotta 1 gibi...

[foseydon]

nyquist bir sinyal için minimum örnekleme sayını belirlemek için ortaya atılan birşey. 2 katından az örnekleme alıyorsan, o sinyali doğru ölçemeyeceğin garantidir. kaç örnek alırsan sağlıklı sonuç edersin bunu veren birşey yok. bu senin sinyaline bağlı.

güç sistemlerinde PWM ile kontrol kullanıyorsun. senin PWM sinyalin ile ölçmek istediğin sinyal birbirleri ile ilişkili. bunu kullanabilirsin. örneklenecek sinyal testere şeklinde birşey olacak. istersen duty aralığında çok fazla sayıda örnek alarak sağlıklı sonuç elde edebilirsin. veya daha çok yapılan bir yöntem, adc ölçümlemesini PWM sinyaline senkrinize ederek belirli birkaç noktada ölçüm alarak bunu kullanırsın. şöyle düşün, ramp up bir sinyalin var, diyelim 1sn boyunca sinyal yukarı çıkıyor. bu sinyalin ortalamasını bulmak için istersen 1 sn boyunca eşit aralıklarla örnek alıp ortalamasına bakarsın. veyahut, tam aralığın ortasında 500ms iken ölçüm alır bunu kullanırsın.

kontrolde kısa zamanda çok fazla iş yapılmak istediği için ikinci yöntem kullanılıyor. bu işler için kullanılan mikroişlemciler, dsp'ler vs. bu zamanlama ayarlarını yapabilmek için tonla araç sunuyor sana.

[elektronik_0]

nyquist bir sinyal için minimum örnekleme sayını belirlemek için ortaya atılan birşey. 2 katından az örnekleme alıyorsan, o sinyali doğru ölçemeyeceğin garantidir. kaç örnek alırsan sağlıklı sonuç edersin bunu veren birşey yok. bu senin sinyaline bağlı.

güç sistemlerinde PWM ile kontrol kullanıyorsun. senin PWM sinyalin ile ölçmek istediğin sinyal birbirleri ile ilişkili. bunu kullanabilirsin. örneklenecek sinyal testere şeklinde birşey olacak. istersen duty aralığında çok fazla sayıda örnek alarak sağlıklı sonuç elde edebilirsin. veya daha çok yapılan bir yöntem, adc ölçümlemesini PWM sinyaline senkrinize ederek belirli birkaç noktada ölçüm alarak bunu kullanırsın. şöyle düşün, ramp up bir sinyalin var, diyelim 1sn boyunca sinyal yukarı çıkıyor. bu sinyalin ortalamasını bulmak için istersen 1 sn boyunca eşit aralıklarla örnek alıp ortalamasına bakarsın. veyahut, tam aralığın ortasında 500ms iken ölçüm alır bunu kullanırsın.

kontrolde kısa zamanda çok fazla iş yapılmak istediği için ikinci yöntem kullanılıyor. bu işler için kullanılan mikroişlemciler, dsp'ler vs. bu zamanlama ayarlarını yapabilmek için tonla araç sunuyor sana.

Teşekkürler. Peki harici adc ile okuma yapılırken bu zamanlama nasıl ayarlanıyor? Ben yine işaretin ortasını okumak istiyorum. Ama arada spi adc var mesela.

[foseydon]

Teşekkürler. Peki harici adc ile okuma yapılırken bu zamanlama nasıl ayarlanıyor? Ben yine işaretin ortasını okumak istiyorum. Ama arada spi adc var mesela.

hocam tasarımı nasıl yaptınız bilmiyorum. işlemci, adc vs. bunların datasheetlerine bakman lazım. kontrol için kullanılan işlemcilerde, daha önce dediğim gibi, bu işler için özellikler var. misal extra interruplar var, DMA'lar var vs. yani mevzu kullandığın malzemeyi tanımaya bakıyor. zaten bunlar işe başlamadan incelenip ona göre seçim yapılır genelde. tasarımı yapanın bunları biliyor olması lazım. bir diğer noktada bu zamanlamaları elle ayarlamak zor olduğu için genelde bu tarz sistemlerde RTOS kullnılır.

[elektronik_0]

hocam tasarımı nasıl yaptınız bilmiyorum. işlemci, adc vs. bunların datasheetlerine bakman lazım. kontrol için kullanılan işlemcilerde, daha önce dediğim gibi, bu işler için özellikler var. misal extra interruplar var, DMA'lar var vs. yani mevzu kullandığın malzemeyi tanımaya bakıyor. zaten bunlar işe başlamadan incelenip ona göre seçim yapılır genelde. tasarımı yapanın bunları biliyor olması lazım. bir diğer noktada bu zamanlamaları elle ayarlamak zor olduğu için genelde bu tarz sistemlerde RTOS kullnılır.

Henüz bir tasarım yok. Hobi olarak uğraşıyorum ve yapıları anlamaya çalışıyorum.

Dediğiniz gibi pwm ve adc senkron çalışıyor onun hakkında bilgim var fakat harici adc ile spi üzerinden verileri alırken nasıl senkronize olunur onu bilmiyorum.

[tunayk]

Regülasyon işlemi ile koruma fonksiyonlarını birbirinden farklı düşünmek lazım. Analog pwm kontrolcülerin çalışmalarına bakabilirsiniz.Özellikle slop compansation konusu.  Normal şartlarda regüle için PWM frekansınızın 1/5 veya 1/10 u civarında bir kontrol yapsanız, aldığınız feedback sinyali da buna uygun olarak filtreli gelse sistem sağlıklı şekilde çalışır. Bunun eksi tarafı, şebeke sinyali ripple ı çıkışa yansıyabilir. Sadece koruma fonksiyonları için gerekli tedbir -ki çoğu kez sürücü tarafında yapılıyor, işlemci hata sinyalinde PWM i kapatıyor- alınır.

Cycle by Cycle koruma yapılır ancak regülasyon pek kullanılan bir yapı değil. Bazı işlemcilerde dahili opamp ve SMPS için özel donanımlar var . Bunlarla daha başarılı sonuçlar çıkabilir.

[elektronik_0]

Regülasyon işlemi ile koruma fonksiyonlarını birbirinden farklı düşünmek lazım. Analog pwm kontrolcülerin çalışmalarına bakabilirsiniz.Özellikle slop compansation konusu.  Normal şartlarda regüle için PWM frekansınızın 1/5 veya 1/10 u civarında bir kontrol yapsanız, aldığınız feedback sinyali da buna uygun olarak filtreli gelse sistem sağlıklı şekilde çalışır. Bunun eksi tarafı, şebeke sinyali ripple ı çıkışa yansıyabilir. Sadece koruma fonksiyonları için gerekli tedbir -ki çoğu kez sürücü tarafında yapılıyor, işlemci hata sinyalinde PWM i kapatıyor- alınır.

Cycle by Cycle koruma yapılır ancak regülasyon pek kullanılan bir yapı değil. Bazı işlemcilerde dahili opamp ve SMPS için özel donanımlar var . Bunlarla daha başarılı sonuçlar çıkabilir.

Teşekkürler.

Bir bilinmezim daha var

Harici adc ile spi üzerinden akım bilgisi aldığımda bunu pwm e nasıl senkronize edebilirim? Center align pwm gibi bir yapı nasıl kurgulanabilir?

[tunayk]

Bazı işlemcilerde PWM düşen ve yükselen kenarında interrupt vardır. Bu interrupt ve timer kullanarak tam hizalama yapılabilir. SPI ile okunacak adc hızına göre okunması gereken andan kısa bir süre önce okuma çevrimi yapılır.