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Um das Verhalten von Spulen und Schaltern in realen Applikationen zu verstehen, betrachten wir eine weitere Beispiel-Applikation: Den Tiefsetzsteller. Die Ausgangsspannung des Tiefsetzstellers ist kleiner als die Eingangsspannung. Die Schaltung eines Tiefsetzstellers sieht folgendermaßen aus:
- Tiefsetzstellers mit Regelung in MATLAB/ Simulink
- Inhaltsverzeichnis
- Ziele
- Einleitung
- Einleitung II
- Vorteile MATLAB/ Simulink
- Block ePWM
- Starten der Messung
- Ergebnisse Messung Simulink
- Ausgangs- Strom
- P- und I- Anteil
- Ausgangsspannung
- Einschaltvorgang MOSFET
- Strommessung Last
- Probleme
- Ergebnis
- Ausblick
- Anhang
- Schaltplan
- Berechnung Drossel
Erstellt: Betreut: Lukas Hölsch Prof. Dr. Heinz Rebholz
Ziele und Einleitung Vorteile MATLAB/ Simulink Tiefsetzsteller und Struktur des Reglers LaunchPad und μC Setup Simulink für Hardware Aufbau Simulink Block ePWM Aufbau Messung Ergebnis Messung Probleme Ergebnis und Ausblick Anhang und Literatur
Die Bauelemente eines Tiefsetzsteller kennen lernen Die Funktionsweise sowie die Strom und Spannungsverläufe verstehen Wissen von Regelungstechnik I vertiefen Verbindung zwischen Leistungselektronik und Regelungstechnik herstellen
Der Tiefsetzsteller gehört zu der Gruppe der Gleichspannungswandler. Es liegt somit am Eingang und am Ausgang eine Gleichspannung an Durch periodisches Ein- und Ausschalten eines Leistungshalbleiters, wird am Ausgang des Tiefsetzstellers eine Spannung erzeugt, die kleiner als die Eingangsspannung ist Die Ausgangsspannung ist von dem sogenannten Dut...
Damit die Ausgangsspannung auch bei einer Laständerung konstant bleibt, muss der Tiefsetzsteller die Ausgangsspannung nach regeln Ebenso soll die Ausgansspannung bei Änderung der Eingangsspannung konstant bleiben Die Regelung soll digital erfolgen. Normalerweise müsste dafür ein μC programmiert werden, was den Aufwand und auch die Fähigkeiten des E...
Die aufwendige und komplizierte Programmierung des μC durch setzen von einzelnen Registern entfällt MATLAB bietet eine große Auswahl an Toolboxen, die zur Entwicklung und Analyse der Regelung helfen können Die Implementierte Regelstruktur ist sehr ähnlich mit dem Blockschaltbild der Regelstrukturen aus RT 1 und erleichtert das Verständnis des Regle...
In dem Simulink Block ePWM müssen einige Einstellungen vorgenommen werden. Dazu gehört: Aktivierung ePWMA Einstellungen des Counters Und die Einstellung der Totzeit Diese Punkte werden in den nächsten Folien ausführlich behandelt.
Starten der Simulation in Simulink mit Monitore & Tune (Code läuft auf Computer) -> Hardware beginnt zu arbeiten Eingangsspannung und Treiberspannung aktivieren Lasts mit einstellbarem Widerstand einstellen -> Regler Performance kann in Simulink beobachtet werden
Im folgenden Teil werden die Ergebnisse der Messung in Simulink analysiert. Dabei wird Die Soll-Spannung im Vergleich zu der Ist-Spannung Der Ausgangsstrom Und die Aufteilung zwischen P- und I-Anteil des Reglers miteinander verglichen.
Gelb: Ausgangsstrom Der Strom stellt sich durch die Spannung am Ausgang und dem Widerstand am Ausgang ein.
Gelb: Regelabweichung Blau: P-Anteil Rot: I-Anteil Der P-Anteil ist sehr gering und reagiert sehr schnell. Der I-Anteil läuft verzögert nach.
Orange: Ausgangsspannung Blau: Ausgangsstrom Rot: Ausgangsleistung
Reverse Orange: Gate-Source-Spannung Blau: Drain-Strom Bei dem Einschaltvorgang ist eine deutliche Stromüberhöhung zu sehen. Die Stromüberhöhung kommt durch das abreißen des Stroms durch zustande (Reverse Recovery). die Diode
Orange: Spannung am Ausgang des OPVs Blau: Drain-Strom Die gemessene Spannung am OPV stellt keinen Sinnvollen Verlauf dar, da der Strom bzw. die Spannung keinen Dreieckförmigen Verlauf hat. Hier sollte nachgemessen werden.
Anfangs Problem mit der Kommunikation von Simulink und der Hardware, konnte jedoch gelöst werden Spannungs- und Strommessung nicht konstant über den gesamten Bereich -> Bauteiltoleranzen, Verwendung von SMD-Bauteilen Strommessung mit Shunt, Stromverlauf nicht schlüssig Vorgehen: Spannung direkt an Shunt messen und mit Spannung am Ausgang des OPVs v...
Nach dem überwinden der ersten Hürden ein leicht bedienbares Tool zur Simulation und Überwachung von Regelstrukturen Die Register müssen nicht von Hand in C programmiert werden Aufbau des Reglers als Blockschaltbild sehr gut verständlich Interne Signale vom Regler, z.B. der I-Anteil kann visuell dargestellt werden Auswertung der Messdaten anschließ...
Die Messwerte in Simulink wurden bis jetzt nicht gespeichert und waren nur Temporär verfügbar, dies ist ein großer Nachteil bei der anschließenden Messauswertung Die Simulation in Simulink kann um die Automatische Speicherung der Messdaten erweitert werden Eine peak-Strombegrenzung kann implementiert werden, so dass bei einem Überstrom die Induktiv...
Im Anhang werden noch folgende Punkte ergänzend angesprochen: Schaltplan Layout Berechnung der Drossel Vermessung der Drossel
In den folgenden Folien werden die wichtigsten Schaltplanelemente vorgestellt. Dazu gehört: Der Hoch- Tiefsetzsteller Die Treiberschaltung Exemplarisch die Spannungsmessung an der Last Die Verbindung der ePWM, der ADCs sowie der Interrupt Pins Hoch- Tiefsetzsteller
Max. zulässiger Rippelstrom per Definition festgelegt
Mit dem Hochsetzsteller wird in der Elektronik ein Gleichspannungswandler bezeichnet. Dieser Gleichspannungswandler erzeugt aus einer Gleichspannung eine höhere Ausgangsspannung. Im Gegensatz zum Tiefsetzsteller ist die Ausgangsspannung also immer höher als die Eingangsspannung.
Skript02abc_v1.fm. Eingangs-kreis. Potentialtrennstelle. Ausgangs-kreis. LWL. Optokoppler Transformator Lichtwellenleiter HF-Übertrager. Bild 2.13: Struktur einer potentialgetrennten Strecke und technische Realisierungsmöglichkeiten der galvani-schen Trennstelle. von der Regelungs- und Steuerungshardware erzeugten Ansteuerungssignale für die ...
Hochsetzsteller. Zunächst betrachten wir Schaltungen, die aus einer Eingangsgleichspannung eine Ausgangsgleichspannung erzeugen. Der Hochsetzsteller wird genutzt, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die größer als die Eingangsspannung ist. Dafür stehen Spule, Kondensator, Spannungsquelle und Schalter zur Verfügung.
Der Aufwärtswandler, auch Hochsetzsteller oder Aufwärtsregler, englisch Boost-Converter oder Step-Up-Converter, ist in der Elektronik eine Form eines Gleichspannungswandlers. Der Betrag der Ausgangsspannung UA ist stets größer als der Betrag der Eingangsspannung UE . Schaltschema Aufwärtswandler.
Der Hochsetz-Tiefsetzsteller ist als Vorstufe des in Übung IE5 behandelten Sperrwandlers zu verstehen. Im Rahmen der Übung wird insbesondere der Zusammenhang von Eingangsspannung, Ausgangsspannung und Tastverhältnis bei kontinuierlichem und diskontinuierlichem Strom in der Induktivität experimentell untersucht.
