Контроллер на чипе Lebowski

Автор alexpv, 25 Март 2017 в 11:02

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

alexpv

Заказал и получил dspic30f4011 у Lebowski, планирую собрать по типовой схеме контроллер на 100в и 200А фазного. Сделал пока шасси, и заготовки ламинированного токопровода. Сейчас делаю платы, которых будет четыре - логическая, драйверы и питание, датчики тока, входная коммутационная. Опыта в разработке силовой электроники не особо много, в основном ее ремонт, так что все будет познавательно и наверное увлекательно :-)

Черновик общей компоновки:


Готовые детали:


Транзисторы irfp4568 12шт в два яруса.

VVK

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 11:02
у Lebowski
Это кто?

Программу где будете брать?

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 11:02
Транзисторы irfp4568 12шт в два яруса.
Если до 100В, то такие феты не самый лучший выбор.

acyd


alexpv

Цитата: VVK от 25 Март 2017 в 11:45
Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 11:02
у Lebowski
Это кто?

Программу где будете брать?

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 11:02
Транзисторы irfp4568 12шт в два яруса.
Если до 100В, то такие феты не самый лучший выбор.

Чип приходит зашитый и закрытый, транзисторы выбирал из доступных.  Причина сомнений в выборе, низкий запас по напряжению?

VVK

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 12:35
Чип приходит зашитый и закрытый, транзисторы выбирал из доступных. 
Интересно. И я когда-нибудь попробую такой бизнес  :-D  .  Во сколько вам обошелся этот процессор? Я так понимаю, полная документация на контроллер имеется?

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 12:35
Причина сомнений в выборе, низкий запас по напряжению?

Мосфеты, рабочее напряжение которых выше 100В, имеют значительно худшие характеристики. Например, сопротивление канала у irfp4568 составляет 5.9мО, а у IRFP4110 (у него рабочее напряжение до 100В) 4.5мО . Аналогично и по многим остальным характеристикам. Поэтому, если вы не планируете существенно превышать 100В, то лучше ограничиться пределом в 95В и применить IRFP4110  или  IRFP4468 (зависит от драйвера). Так контроллер меньше греться будет.

alexpv

Цитата: VVK от 25 Март 2017 в 13:06

Интересно. И я когда-нибудь попробую такой бизнес  :-D  .  Во сколько вам обошелся этот процессор? Я так понимаю, полная документация на контроллер имеется?


Мосфеты, рабочее напряжение которых выше 100В, имеют значительно худшие характеристики. Например, сопротивление канала у irfp4568 составляет 5.9мО, а у IRFP4110 (у него рабочее напряжение до 100В) 4.5мО . Аналогично и по многим остальным характеристикам. Поэтому, если вы не планируете существенно превышать 100В, то лучше ограничиться пределом в 95В и применить IRFP4110  или  IRFP4468 (зависит от драйвера). Так контроллер меньше греться будет.

Чип с доставкой стоит в районе 2т.р. Минус то, что лайт версии прошивки нет, и в случае выхода из строя процессора во время отладки придется заказывать новый.  Документация имеется, изготовлено и подробно описано на сфере несколько разных версий контроллера на этом чипе. Автор дружелюбен и открыт для контакта, что за минусом языкового барьера выгодно его отличает от многих носителей великого и могучего :-)

Как то не комильфо ходить по краю рабочих характеристик транзистора, хотя китайцы так и делают (да и практикам конечно виднее), так что я лучше поборюсь с лишним тепловыделением и большей емкостью затвора, чем внезапными отказами по причине превышения максимального напряжения при выбросах.

alexpv

Любопытно, как практики решают задачу плавной зарядки входных емкостей, или на велоконтроллерах это не актуально? Я пока остановился на простейшем варианте - емкости подключены через 4 параллельных малогабаритных 40а 12в реле, обмотки которых соединены последовательно и подключены через стабилитрон к этой же цепи.  По мере ее заряда через токоограничивающий  резистор реле срабатывают. Но как то слишком примитивно, может есть более изящные варианты?

VVK

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 14:05
Любопытно, как практики решают задачу плавной зарядки входных емкостей, или на велоконтроллерах это не актуально? Я пока остановился на простейшем варианте - емкости подключены через 4 параллельных малогабаритных 40а 12в реле, обмотки которых соединены последовательно и подключены через стабилитрон к этой же цепи.  По мере ее заряда через токоограничивающий  резистор реле срабатывают. Но как то слишком примитивно, может есть более изящные варианты?
Обычно контроллер включают/выключают слаботочкой, а входные конденсатоы находятся под напряжением. Я еще делал плавное включение ключом BMS, который сначала подключал контроллер через резистор

mr.Dream

Можно в двух словах, что умеет этот микроконтроллер? Спортивный интерес)

alexpv

Цитата: mr.Dream от 25 Март 2017 в 14:34
Можно в двух словах, что умеет этот микроконтроллер? Спортивный интерес)

Трансляция Гуглом слов автора:

Контроллер стиля Lebowski представляет собой синусоидальный контроллер
С Field-Oriented Control, который представляет собой фантастический способ сказать, что он работает очень тихо и эффективно (так как синхронизация сигналов
Близка к совершенству). Контроллер имеет два аналоговых дроссельных входа, которые могут независимо использоваться для дроссельной заслонки и переменной регенерации.
Контроллер работает, контролируя крутящий момент двигателя, который дает очень плавную работу на улице.

Кроме собственно контроллера IC (мозг как он есть), остальная часть контроллера - с открытым исходным кодом. Вы можете связаться со мной по поводу получения
Мозг, или вы можете запрограммировать свои собственные, если вы чувствуете, что хотите преуспеть. У меня есть две версии, одна из которых работает с датчиками холла или без датчиков
В случае мотора с прямым приводом, и тот, который может обеспечить крутящий момент из состояния покоя без использования датчиков холла (он очень причудливо заменяет
Зал с механизмом, в котором контроллер подает на двигатель высокочастотный тон и измеряет зависящий от положения двигатель
Индуктивности).

Версия сейчас одна, все настраивается через терминал. Конкретно меня привлекла возможность сосредоточиться на силовой части, остальное все готовое и отлаженное автором.

alexpv

Цитата: VVK от 25 Март 2017 в 14:29
Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 14:05
Любопытно, как практики решают задачу плавной зарядки входных емкостей, или на велоконтроллерах это не актуально? Я пока остановился на простейшем варианте - емкости подключены через 4 параллельных малогабаритных 40а 12в реле, обмотки которых соединены последовательно и подключены через стабилитрон к этой же цепи.  По мере ее заряда через токоограничивающий  резистор реле срабатывают. Но как то слишком примитивно, может есть более изящные варианты?
Обычно контроллер включают/выключают слаботочкой, а входные конденсатоы находятся под напряжением. Я еще делал плавное включение ключом BMS, который сначала подключал контроллер через резистор

Моя установка будет постоянно собираться и разбираться, так что устранение искрения при подключении питания - необходимость.

alexpv

#11
Компоновка силовой части, еще нет емкостей и фазных отводов.







ingener

Цитата: alexpv от 25 Март 2017 в 17:07
Моя установка будет постоянно собираться и разбираться, так что устранение искрения при подключении питания - необходимость.
как простейший вариант, правда, вручную
https://electrotransport.ru/index.php?msg=998343
Explore Brabus HD 8"
Full custom offroad 14,5"

alexpv

#13
Цитата: ingener от 25 Март 2017 в 22:16
как простейший вариант, правда, вручную
https://electrotransport.ru/index.php?msg=998343
Для вашего случая сейчас продаются разъемы XT90 со встроенной искрозащитой, по моему проще не придумаешь. Но мне они слабоваты.

Аппетит приходит во время еды :-) Тут подумалось, не маловато ли будет 200а пикового фазного тока? Средний значит всего около 110а. Упирается все в датчики тока ACS758-200а, а так как у меня их лежит с запасом, что будет если их запараллелить парами, а выходы объеденить через делитель? Как там будет с шумами, будут они складываться или компенсироваться? 

upd: Оказывается все это уже описано в фирменных апноутах :-) https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&ved=0ahUKEwjytu_MqvPSAhXmdpoKHcqvCjIQFggsMAU&url=http%3A%2F%2Fwww.allegromicro.com%2F~%2Fmedia%2FFiles%2FTechnical-Documents%2FAN295036-Current-Sensor-ICs-In-Current-Divider-Configurations.ashx%3Fla%3Den&usg=AFQjCNF8K31ZEltfHHhamzkauyZN9OOFiA&sig2=K9nJb6bHExQJInVq33H0TA&bvm=bv.150729734,d.bGs

Решил пока ограничиться разводкой площадок для дополнительных параллельных датчикам шунтов, запаяю их для форсажа :-D

VVK

Цитата: alexpv от 26 Март 2017 в 07:17
Тут подумалось, не маловато ли будет 200а пикового фазного тока? Средний значит всего около 110а.
У вас в фазах должен быть обычный синус. Поэтому максимальное действующее значение фазного тока будет 200А / sqrt(2) = 141А.

Этого достаточно для двигателя с номинальной мощностью до 3кВт.

Цитата: alexpv от 26 Март 2017 в 07:17
Упирается все в датчики тока ACS758-200а, а так как у меня их лежит с запасом, что будет если их запараллелить парами, а выходы объеденить через делитель?
Выход одного из них подключать не надо, он будет работать как шунт.


alexpv

#15
Цитата: VVK от 26 Март 2017 в 08:41
У вас в фазах должен быть обычный синус. Поэтому максимальное действующее значение фазного тока будет 200А / sqrt(2) = 141А.

Этого достаточно для двигателя с номинальной мощностью до 3кВт.

только 3кВт при 141А  (Ubat=100v) фазного это особенность наземного применения двигателя? Ведь в случае шим = 100%, фазный и батарейный токи почти равны. А ограничивая фазный ток мы ограничиваем приемистость двигателя, но не его максимальную мощность.

mr.Dream

А ножка транзистора от 200 А фазного не отгорит?) китайцы тоже не дураки, напррмел келли, у них в300ампернике аж 30 мосфетов)

alexpv

Цитата: mr.Dream от 26 Март 2017 в 12:10
А ножка транзистора от 200 А фазного не отгорит?) китайцы тоже не дураки, напррмел келли, у них в300ампернике аж 30 мосфетов)

Ну во первых их два в параллель. Во вторых это максимальный пиковый ток, средний меньше. В третьих, не отгорит, на сфере пробовали.  В четвертых , у китайцев могут быть совсем другие соображения для чего использовать безумные количества фитов, от происков маркетологов,  до завышенного времени переключения.

mr.Dream

Цитата: alexpv от 26 Март 2017 в 12:30
Цитата: mr.Dream от 26 Март 2017 в 12:10
А ножка транзистора от 200 А фазного не отгорит?) китайцы тоже не дураки, напррмел келли, у них в300ампернике аж 30 мосфетов)

Ну во первых их два в параллель. Во вторых это максимальный пиковый ток, средний меньше. В третьих, не отгорит, на сфере пробовали.  В четвертых , у китайцев могут быть совсем другие соображения для чего использовать безумные количества фитов, от происков маркетологов,  до завышенного времени переключения.
Простите, тупанул не учел 2 в параллель :) Пиковый для наших нужд не интересен, так как время переключения фаз несравнимо большое с термоинерционностью кристалла. А что по вашему средний? Я думаю, что в келликонтроллерс (китай) не дураки сидят, и для 300А фазного поставили аж 30 фетов, потом думали как их разместить, и разместили в 4 ряда. А могли бы по 3 впараллель дать и все :) Да, 100А много на один кристалл, который в статике при 100 градусах держит 120 с лишним. И да, потери на паре активных "фазных" ключей будут в районе 120Вт. Ну это при полной нагрузке, разумеется.
Но ваш подход к компоновке мне нравится. Желаю вам только успехов. Так как мой проект так и не дошел к логическому завершению)

alexpv

На сфере где-то жевали тему почему у китайцев много фитов, вроде пришли к выводу что так они компенсируют большие потери из-за медленной коммутации. Lebowsky несколько раз писал, у него другой подход - он уменьшает время переключения, а негативные эффекты этого компенсирует вылизыванием дизайна силовой части.

acyd

уже спрашивал у разработчиков контроллеров, но так и получил внятного ответа.
Почему не используют  феты  с логическим управлением? типа irf4030 http://www.infineon.com/dgdl/irlb4030pbf.pdf?fileId=5546d462533600a4015356604640258d
Понятно что  не рекомендуют использовать в лоб вместо классических, но если сразу делать контроллер под них, многие моменты становятся проще.
Н-р требования к драйверам, не секрет что в основном дохнут от недооткрытия,  логические полностью открыты уже на  4v

alexpv

Цитата: acyd от 26 Март 2017 в 13:56
уже спрашивал у разработчиков контроллеров, но так и получил внятного ответа.
Почему не используют  феты  с логическим управлением? типа irf4030 http://www.infineon.com/dgdl/irlb4030pbf.pdf?fileId=5546d462533600a4015356604640258d
Понятно что  не рекомендуют использовать в лоб вместо классических, но если сразу делать контроллер под них, многие моменты становятся проще.
Н-р требования к драйверам, не секрет что в основном дохнут от недооткрытия,  логические полностью открыты уже на  4v

Дохнут также от недозакрытия, или самопроизвольного открытия через паразитные  емкости, что гораздо легче когда порог открытия меньше. На сфере в темах о контроллерах Лебовски этот момент объяснялся грамотными людьми.

alexpv

Потихоньку контроллер обрастает мясом, в процессе изготовления постоянно возникают новые хотелки, поэтому прогресс идет не быстро...






graf2010

интересно а где керамика

alexpv

#24
Цитата: graf2010 от 25 Апр. 2017 в 15:12
интересно а где керамика

На плате драйверов она есть, на выходном каскаде будут позже  правильные электролиты и металлопленочные, но сначала нужно подпаять витые пары. Кстати с высоковольтной чип керамикой как-то грустно, приходится шерстить магазины.




Как то так.

alexpv

Первые включения, пока на холодную (ключи не под напряжением).





время нарастания на затворе до 10в ~500 наносекунд. В раздумьях, достаточно ли это?

alexpv


alexpv

Долго разбирался с нестабильным запуском, как оказалось один из ACS758 с браком. Пришло время собирать стенд для тестов на полной мощности,  сейчас боюсь что при резкой даче газа оторвет столешницу  :-D

VVK

Цитата: alexpv от 13 Май 2017 в 17:45
Долго разбирался с нестабильным запуском, как оказалось один из ACS758 с браком.
Что за брак? Где покупали ACS758?


Цитата: alexpv от 13 Май 2017 в 17:45
Пришло время собирать стенд для тестов на полной мощности,  сейчас боюсь что при резкой даче газа оторвет столешницу  :-D
Как планируете стенд делать? Два двигателя вместе соединять?

alexpv

Цитата: VVK от 14 Май 2017 в 09:12
Что за брак? Где покупали ACS758?

Как планируете стенд делать? Два двигателя вместе соединять?

Брал на али, они там в разы дешевле чем в приличных местах (и видимо не спроста). Брак заключается в сильном завышении измеренного значения тока, как будто датчик не на 200а, а на 150а.

Стенд будет с пропеллером и динамометром, буду мерить тягу. Силовая установка для парамотора.

alexpv

#30
Проект закончен, в целом успешно. За время испытаний был потерян один комплект силовых транзисторов. Причину точно установить не смог, слегка переделал разводку силовой части, поставил прямо на выводы затворов супрессоры, больше взрывов не было. Желаемая мощность в 10 кВт получилась кратковременной (до  3  минут в помещении, без принудительного охлаждения) затем достигается температура теплоотвода 70 гр. и контроллер начинает снижать фазный ток.  При наличии прямых рук контроллер на этом чипе можно рекомендовать к самостоятельному изготовлению, ничего сложного я не заметил для радиолюбителя среднего уровня.


Рабочие моменты испытаний


https://youtu.be/KkvXM_fDPyk



Некоторые умудряются делать на этом чипе контроллеры на 300 кВт

https://www.youtube.com/watch?v=q4_RWKd8SNI
https://www.youtube.com/watch?v=jY7IJOiqTec






alexpv

Периодически приходят письма с вопросами о покупке микроконтроллера, поэтому опишу свой опыт.
Общение с автором происходит в личке форума endless-sphere, на английском. Тип корпуса можно менять, доставка по умолчанию в простом письме (неотслеживаемая), оплата через пайпал. Думаю все это можно поменять в беседе с автором, он настроен благожелательно.

Gostya

#32
День добрый! Вопрос назрел, а как расчитывали количество электролитов в питании? Имею в виду расчет их по току...и если не сложно, покажите осциллограммы на шинах питания под нагрузкой, при разной скважности ШИМ....
Просто когда смотришь "200 ампер фазного", и смотришь ripple current 1.2 ампера для подобных электролитов, а их стоит 6...И даже если смотреть в сторону токовых полимерных, то это 6 ампер на банку...Да, конечно они зашунтированы пленочными конденсаторами, на вскидку 2.2мкф, может 3.3 мкф...например межвыводное у них 22.5 мм, тогда dV/dt=8  В/мкс например для EPCOS B32523Q3335. Значит максимальный ток при 3.3 мкф= 26.4 Ампера, их у нас 6, значит 159 ампер дадут (это без учета частоты давания еще..). Наихудший случай для конденсаторов - это наименьшее заполнение...Возьмем для примера 1/10. Значит при фазном 200 ампер, от DC забирается 20ампер. А нагрузка составляет 0.05 Ом. Частота ШИМ например 16кГц, значит между импульсами ~60 мкс. А силовые ключи открыты 6 мкс (ну и конденсаторы разряжаются в течении этого времени). Для 3.3 мкф х 6штук - постоянная времени RC составляет меньше 1 мкс. Значит они только вначале процесса отдают ток, а потом все ложится на электролиты. Конечно еще от самого аккумулятора ток идет, но чем меньше заполнение, тем и он меньше, конечно при нагрузке он успеет разогнаться на сколько-то, зависит от индуктивности шин питания и внутренней индуктивности аккумулятора, но полагаю в наихудшем случае его ток можно как-бы исключить и тем самым обеспечить как-бы запас... Может я что не так понимаю?) Предлагаю прояснить, присоединяйтесь))


alexpv

#33
Если честно, то ни как не рассчитывал, хотя довольно много читал на эту тему. Просто посмотрел на похожие выходные каскады, на свою компоновку, на доступные мне подходящие емкости. Неплохо методика расчета разжевана на сфере, оттуда я все и брал.  Осциллограммы не сохранял, во время отладки ничего криминального на шинах питания не увидел, по крайней мене до половинной мощности, при полной мощности лазить с проводами вблизи стенда было не безопасно. 

Gostya

Ссылку не кинете почитать?

alexpv

В этой теме есть масса любопытных рассуждений опытных людей
https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=30&t=51342

Если перечитать все темы указанные в шапке этой странички, вообще просветление настанет :-)
https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=30&t=65297&hilit=lebowski

Серик


alexpv

Пока еще офигевать рано, картинка с парнем на зеленой траве, это то к чему я стремлюсь :-) , работы еще непочатый край.

RuslanIL

Вопрос возник, возможно ли на этом процессоре собрать контроллер для мотоцикла с мотором 48В 1000А , 50 кВатт номинал? На лифере, и ёмкостью 16кВч. По нормальному разряду получается 900А .(есть возможность заполучить безвозмездно т.е. даром такой движек 0-15000мин-1)

alexpv

Проект Lebowski это сам прошитый микроконтроллер плюс несколько проверенных выходных схем. Выходного каскада с такими параметрами не припомню, думаю проблемой будет подбор датчиков тока. Возможно проще будет перемотать мотор на большее напряжение скажем 150в , тогда можно будет использовать доступные компоненты и проверенные схемы.

RuslanIL

Там мотор не очень разбирается... Да и по батареям выходит хорошо. А вот готового контроллера нет. Вернее есть на900А но там спарка двух двигателей, что тоже не подходит. Мне проще заказать тому кто понимает контроллер,нежели перематывать мотор, тем более что контроллер нужен при любом раскладе.

alexpv

Из недавней переписки с Lebowski узнал что он делает новую версию контроллера, с возможностью безсенсорного старта с полным моментом. Как я понял положение остановленного ротора с 8 битовой точностью определяется  измерением индуктивности обмоток. https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=30&t=94865  Видимо скоро буду делать новую версию контроллера. :-)

maxx000

Цитата: alexpv от 17 Фев. 2018 в 08:08роект Lebowski это сам прошитый микроконтроллер плюс несколько проверенных выходных схем.
А что это за схемы? Какие еще детали кроме ИГБТ транзисторов нужны?