15.08.2014, 11:15 AM
Mach ich mir gleich Gedanken drüber...
...erstmal berichten.
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Mit lediglich zwei Strommessungen, einmal direkt vor Beginn der Spulenaufladung (i_1) und einmal kurz vor Ende der Spulenaufladung (i_2), kann ich direkt die Eingangsleistung des Wandlers berechnen.
Dazu berechne ich erstmal die Batteriespannung.
U_b = L * (i_2 - i_1) / t_on
und damit dann die Leistungsaufnahme
P_in = U_b * (((i_2 - i_1) * t_on) / (t_on + t_off) + i_1)
Das funktioniert lückend und nichtlückend gleichermaßen.
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Bei "P_in < P_soll" hab ich jetzt zwei Möglichkeiten. Entweder ich verlängere t_on oder ich verkürze t_off.
t_on kann ich nur soweit verlängern, bis der Maximalstrom erreicht ist. Durch die zuvor berechnete "U_b", die bekannte Induktivität und die erste Strommessung "i_1" kann ich t_on direkt rechnerisch nach oben begrenzen.
t_off ist nach unten begrenzt. Zu kurz darf ich nicht ausschalten, sonst fließt nur noch ein Gleichstrom in der Spule. Sobald t_on + t_off außerhalb der Frequenztoleranzen liegt, ist der Wandler überlastet und die LED muss was zeigen.
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Bei "P_in > P_soll" hab ich ebenso zwei Möglichkeiten. Entweder ich verkürze t_on oder ich verlängere t_off.
t_on ist nach unten begrenzt. Zu kurz darf ich nicht einschalten, sonst wandelt die Mühle nicht mehr.
t_off kann ich nur soweit verlängern, bis die Frequenzvorgaben verletzt sind. Dann läuft der Wandler leer und ist abzuschalten.
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All diese Betriebszustände und Reaktionen allein aus der Spulenstrommessung abzuleiten, erscheint mir schon ziemlich verblüffend. Es genügt ein einzelner Shunt.
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Wie ich genau t_on und t_off regele, weiß ich noch nicht. Im Gegensatz zu E_Tobi kommts mir nicht auf hohe Dynamik an. Mir würde der Wandler eher für Christian zusagen, damit der seine LEDs leistungskonstant betreiben kann. Bei der LED-Leistungsregelung genügt ein langsamer I-Regler, also langsames Inkrementieren und Dekrementieren von t_on bzw. t_off, um sich so heranzutasten.
Andererseits kann ich aber auch einen P-Regler leicht dadurch realisieren, dass ich den Unterschied zwischen P_soll und P_in in der Höhe bewerte.
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Nun wirds aber threadrelevant!
Tatsächlich muss man aber da beim Übergang zwischen lückend und nichtlückend sehr aufpassen. Wobei das Problem aber gleitend und nicht schlagartig erscheint....
Prinzipiell besteht ein Schwingkreis aus Speicherspule und Ladeeleko! Zwischen diesen beiden Schaltelementen liegt eine Diode, die bei nichtlückendem Betrieb in einem besonders großem Stromflusswinkel leitend ist. Wie ein geschlossener Schalter.
Das kann man auch ganz ohne Regelkreis sehen. Im nichtlückenden Betrieb entsteht eine fast ungedämpfte Schwingung bei Spulenstromänderungen. Bei lückendem Betrieb dagegen ist der mittlere Schalterwiderstand und somit auch die Dämpfung wegen des kleineren Stromflusswinkels wesentlich höher.
Ich habe noch nie eine derart einfache Erklärung irgendwo gelesen ;baeh
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Nun ist natürlich auch - endlich - klar, was man dagegen tun muss.
Man kann zum Beispiel den Ladeelko verkleinern.
Oder vergrößern.
Oder den (dämpfenden) Laststrom vergrößern.
...oder sich einen Trick einfallen lassen, worüber ich noch nachdenken muss.
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Wie auch immer: wer bis hierher mitgelesen haben sollte, ist ein Held! ;baeh
...erstmal berichten.
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Mit lediglich zwei Strommessungen, einmal direkt vor Beginn der Spulenaufladung (i_1) und einmal kurz vor Ende der Spulenaufladung (i_2), kann ich direkt die Eingangsleistung des Wandlers berechnen.
Dazu berechne ich erstmal die Batteriespannung.
U_b = L * (i_2 - i_1) / t_on
und damit dann die Leistungsaufnahme
P_in = U_b * (((i_2 - i_1) * t_on) / (t_on + t_off) + i_1)
Das funktioniert lückend und nichtlückend gleichermaßen.
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Bei "P_in < P_soll" hab ich jetzt zwei Möglichkeiten. Entweder ich verlängere t_on oder ich verkürze t_off.
t_on kann ich nur soweit verlängern, bis der Maximalstrom erreicht ist. Durch die zuvor berechnete "U_b", die bekannte Induktivität und die erste Strommessung "i_1" kann ich t_on direkt rechnerisch nach oben begrenzen.
t_off ist nach unten begrenzt. Zu kurz darf ich nicht ausschalten, sonst fließt nur noch ein Gleichstrom in der Spule. Sobald t_on + t_off außerhalb der Frequenztoleranzen liegt, ist der Wandler überlastet und die LED muss was zeigen.
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Bei "P_in > P_soll" hab ich ebenso zwei Möglichkeiten. Entweder ich verkürze t_on oder ich verlängere t_off.
t_on ist nach unten begrenzt. Zu kurz darf ich nicht einschalten, sonst wandelt die Mühle nicht mehr.
t_off kann ich nur soweit verlängern, bis die Frequenzvorgaben verletzt sind. Dann läuft der Wandler leer und ist abzuschalten.
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All diese Betriebszustände und Reaktionen allein aus der Spulenstrommessung abzuleiten, erscheint mir schon ziemlich verblüffend. Es genügt ein einzelner Shunt.
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Wie ich genau t_on und t_off regele, weiß ich noch nicht. Im Gegensatz zu E_Tobi kommts mir nicht auf hohe Dynamik an. Mir würde der Wandler eher für Christian zusagen, damit der seine LEDs leistungskonstant betreiben kann. Bei der LED-Leistungsregelung genügt ein langsamer I-Regler, also langsames Inkrementieren und Dekrementieren von t_on bzw. t_off, um sich so heranzutasten.
Andererseits kann ich aber auch einen P-Regler leicht dadurch realisieren, dass ich den Unterschied zwischen P_soll und P_in in der Höhe bewerte.
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Nun wirds aber threadrelevant!
Tatsächlich muss man aber da beim Übergang zwischen lückend und nichtlückend sehr aufpassen. Wobei das Problem aber gleitend und nicht schlagartig erscheint....
Prinzipiell besteht ein Schwingkreis aus Speicherspule und Ladeeleko! Zwischen diesen beiden Schaltelementen liegt eine Diode, die bei nichtlückendem Betrieb in einem besonders großem Stromflusswinkel leitend ist. Wie ein geschlossener Schalter.
Das kann man auch ganz ohne Regelkreis sehen. Im nichtlückenden Betrieb entsteht eine fast ungedämpfte Schwingung bei Spulenstromänderungen. Bei lückendem Betrieb dagegen ist der mittlere Schalterwiderstand und somit auch die Dämpfung wegen des kleineren Stromflusswinkels wesentlich höher.
Ich habe noch nie eine derart einfache Erklärung irgendwo gelesen ;baeh
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Nun ist natürlich auch - endlich - klar, was man dagegen tun muss.
Man kann zum Beispiel den Ladeelko verkleinern.
Oder vergrößern.
Oder den (dämpfenden) Laststrom vergrößern.
...oder sich einen Trick einfallen lassen, worüber ich noch nachdenken muss.
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Wie auch immer: wer bis hierher mitgelesen haben sollte, ist ein Held! ;baeh