Возможно ли отказаться от токоизмерительного шунта в BLDC контроллере?

[atatas]

Привет всем. Идея такая: вместо измерения падения напряжения на шунте (для ограничения батарейного тока) измерять падение напряжения прямо на нижних ключах. Они ведь, подобно шунту, обладают некоторым известным небольшим сопротивлением. Как думаете, можно ли такое провернуть и будет ли это нормально работать?

[gad1982]

Сопротивление канала полевика будет сильно зависеть от температуры его кристалла. Короче можно, но точность писец не айс.

[poraboloid]

В некоторых бмс таким образом контроль тока сделан.

[plog90]

Идея такая: вместо измерения падения напряжения на шунте (для ограничения батарейного тока) измерять падение напряжения прямо на нижних ключах.

Идея хорошая и вполне осуществимая, нужно только решить несколько проблем.
1) Сопротивление транзисторов будет свободно гулять +-20% в зависимости от нагрузки и температуры, хотя это может быть и бонусом: если транзисторы горячие - порог срабатывания будет ниже, если холодные - выше.
2) В BLDC контроллере 3 нижних плеча, и замерять падение напряжения нужно на активном в данный момент.
3) На стоках неактивных транзисторов вообще с напряжением будет твариться черти что, и это будет создавать сильнейшие помехи.
4) Не забывайте про шим, из-за которого ток будет пульсировать.

Пока вроде все. Если еще что придет в голову - сообщу. Вы пока подумайте как решить эти проблемы.

P.S. Честно говоря, тоже хочу избавиться от шунта совсем. Константана или манганина у меня нет, а шунт из нихрома .

[ingener]

Емкость перехода мосфета привнесет малопрогнозируемые девиации напряжения (приотсутствии тока на шунте напряжение =0,  при отсутствии тока через мосфет напряжение может быть =питающему или более), имхо ничего не выйдет, не зря используют именно чисто резистивный шунт. Да и чего от него избавляться - кусочек проволоки или полосы нержавейки, отлично паяется с ортофосфорной кислотой.

[atatas]

1) Сопротивление транзисторов будет свободно гулять +-20% в зависимости от нагрузки и температуры, хотя это может быть и бонусом: если транзисторы горячие - порог срабатывания будет ниже, если холодные - выше.
2) В BLDC контроллере 3 нижних плеча, и замерять падение напряжения нужно на активном в данный момент.
3) На стоках неактивных транзисторов вообще с напряжением будет твариться черти что, и это будет создавать сильнейшие помехи.
4) Не забывайте про шим, из-за которого ток будет пульсировать.

Емкость перехода мосфета привнесет малопрогнозируемые девиации напряжения (приотсутствии тока на шунте напряжение =0,  при отсутствии тока через мосфет напряжение может быть =питающему или более), имхо ничего не выйдет, не зря используют именно чисто резистивный шунт.

Звучит не очень , но давайте разберем все по порядку:
1) Это вообще не проблема, низкая точность мало чего изменит, главное контроллер все равно будет ограничивать мощность.
2) Так никто с этим и не спорит, можно сосредоточиться на нужном плече. Благо мы точно знаем какое плечё активно в данный момент.
3) Так мы же не следим за этими полевиками, так какая нам разница что там с ними происходит. Это же относится и к

Емкость перехода мосфета....

.
4) Сглаживающая RC цепочка решит эту проблему, не?

[tmiaer]

2) Так никто с этим и не спорит, можно сосредоточиться на нужном плече. Благо мы точно знаем какое плечё активно в данный момент.

Кстати, таким образом будет замеряться именно фазный ток, то есть заводя обратную связь через него получаем правильное токовое управление. А не мощностное, которое реализуется регулировкой батарейного костылями в виде ца.

[mr.Dream]

[user]tmiaer[/user], только нужно в нужный момент мерить ток на нужном полевике. Ибо "нерабочие" будут болтаться в воздухе. И возникает еще одна проблема, нужно мерить миливольты, одновременно позволяя на вход измерителя подавать десятки вольт. Или можно решить проблему аналоговым мультиплексором. На котором нижнем ключе счас на затворе есть напряжение, тот и мерить
А вот если делать свой контроллер на МК, то проще математически ток считать через батарейный средний.
Думаю, аппаратно фазный лучше все таки мерить датчиками холла.

[TRO]

Когдато давным давно делал обратноходовый преобразователь на UC3842, и использовал вместо шунта замер по падению напряжения на самом полевике. Не помню где подсмотрел это решение, но оно мне тогда очень понравилось. По памяти перенес методику на трехфазную схемотехнику контроллера:


Теперь по логике работы. Когда один из затворов открывается, то от сигнала управления затвором идет ток через резистор 1К и упирается диодом в открытый канал транзистора, в итоге на верхней части диода присутствует сумма напряжений из падения на транзисторе и падения на диоде. Второй диод из этой точки нагружается на резистор (с фильтрующим конденсатором), в итоге в этой точке имеем напряжение уже за вычетом напряжения упавшего на диоде. Поскольку диоды ставятся из одной партии и с термоконтактом друг к другу (паяются рядом), и падения напряжения на них почти одинаковое, то значит на выходе мы имеем напряжение падающее на открытом транзисторе.

Но честно говоря, я все таки за шунт в контроллере.

[tmiaer]

И возникает еще одна проблема, нужно мерить миливольты, одновременно позволяя на вход измерителя подавать десятки вольт.

Как-то во всех мультиметрах эта проблема давно решена. Лишнее убирается стабилитроном/супрессором.

Замер на полевике может повысить КПД. Ну даже если этот вклад будет незначительным, то хотя бы просто уменьшить нагрев контроллера, потому что шунт - это дополнительная печка. А полевики все-равно уже есть, да и сопротивление у них, как правило, несколько выше, что снижает требования к точности усилителя.

Кстати, APC в смартах ток инвертора ключами измеряет, причем считает по нему заряд батареи. Погрешность на уровне единиц процентов, никак не 20%, как тут некоторые писали. Как им это удается - не знаю.

[ingener]

Добавочные диоды, сложные схемы фильтрации и таймеры времени замеров (только при полностью открытом ключе) - различные сумматоры и компенсаторы... - кому это все нужно? Разве что спортсменам)   И все это заменяет гениальная  полоска или проволочка из легированной стали)

[tmiaer]

[user]ingener[/user], у стали ткс тоже далеко не нулевой. Все-таки лучше подходящие для этого сплавы использовать.

[poraboloid]

В Советских приборах использовались сплавы "Манганин" и "Константан".
В виде проволоки они должны продаваться.
На нагрев шунта уходит смешная энергия, по сравнению с затратами на движение.

[atatas]

[user]TRO[/user], красивое решение . Возникали какие-нибудь проблемы во время эксплуатации?

[TRO]

[user]TRO[/user], красивое решение . Возникали какие-нибудь проблемы во время эксплуатации?

Проблем после правильной настройки небыло. Но стоит обмолвится что у меня срабатывало ограничение тока при достижении падения напряжении на открытом канале 0.2в. У микросхемы входной токовый компаратор на 1в, пришлось делать подтягивающий делитель с точной настройкой подстроечником (с поледующей его заменой на постоянное сопротивление). Поскольку это был повышающий преобразователь для заряда конденсатора фотовспышки (от двух последовательных банок А123), то бОльшую часть времени преобразователь работал в режиме неразрывных токов, т.е. именно в режиме токоограничения. В общем решение рабочее.

[av404]

Печкой в контроллерах выступает схема питания слаботочки на LM317T или аналогичные. Вот здесь резонно сэкономить приличный расход и избавиться от существенного нагрева.
А шунт не греется и потери практически не вносит. Если мозолит глаза - просто снять сигнал с линии питания от аккума до мосфетов.

[TRO]

[user]av404[/user], Это да, давненько подумываю переделать питальник слаботочки на что нибудь импульсное. А то на ощупь контроллеры при простое действительно теплые.

Что касаемо снять сигнал с линии питания, то в своем самопальном контроллере для коллекторного мотора (схему которого я выкладывал и люди повторяли), я как раз использовал в качестве шунта силовой провод, очень даже ничего работало токоограничение. А то что при бОльшей температуре будет чуть меньше токоограничение (из за повышения медью сопротивления от температуры), то это скорее полезная фишка чем баг.

[Babylon4]

Полезная микра, не могли бы вы описать опыт ее эксплуатации в этой теме. Я считаю вопрос измерения тока прямо на полевиках очень актуальным.

По просьбе  plog90  выкладываю инфу на IR25750, я её использовал как защиту, поэтому информация на ваше усмотрение.http://www.infineon.com/dgdl/ir25750lpbf.pdf?fileId=5546d462533600a4015355ca1d0e16f7