Piccolo OT:c'è stato un utente che in MP mi ha rivolto alcune domande, posto la mia risposta nel caso qualcun'altro ha gli stessi dubbi.
Quote:Definizioni di resistenza di Shunt e sensore di Hall
Tutte le volte che si utilizza un Amperometro, in realtà si utilizza un Voltmetro collegato ad una resistenza di shunt.
Il tutto si basa su una semplice legge, quella del fisico OHM, il quale dice che: V = R x I.
Per capire facciamo un esempio, immagina un circuito semplicissimo, formato da una batteria collegata ad una lampadina.
Immagina di non conoscere né la tensione della batteria né la potenza della lampadina (e quindi la corrente che vi scorre all'interno) ma di avere a disposizione un voltmetro (con vari fondoscala).
Beh, subito possiamo conoscere la tensione della batteria collegando il nostro voltmetro ai morsetti della batteria stessa.
E per la corrente ? Come fare se ho a disposizione solo un voltmetro ?
È qui che entra in azione il nostro shunt !!!
Immagina di tagliare il filo che va dalla "+" della batteria alla lampadina e di inserire una resistenza di 1 OHM per ristabilire il collegamento: in pratica dalla "+" della batteria parte un filo che va ad un capo della resistenza di shunt di 1 OHM, dall'altro capo della resistenza parte un altro filo che va alla lampadina e, infine, ci sarà l'altro filo che dalla lampadina andrà alla "-" della batteria.
Ma perché facciamo questo ? Semplice, in un circuito chiuso la corrente che scorre è sempre la stessa, quindi la corrente che scorre nella lampadina è identica a quella che scorre nella resistenza e a quella che scorre nella batteria.
Ma noi conosciamo il valore della resistenza, che è di 1 OHM, possiamo misurare (con il voltmetro) la tensione ai suoi capi che ipotizziamo essere di 2 volt: a questo punto possiamo calcolare la corrente che scorre nella resistenza, che sarà di I = V / R, ovvero I = 2 V / 1 OHM = 2 A.
Sappiamo anche che la corrente nell'anello è sempre la stessa, quindi anche nella lampadina scorreranno 2 A.
In conclusione, per misurare la corrente che scorre in un circuito o un filo, basta interromperlo, inserire una resistenza di valore noto (e piccolo !) e misurare la tensione ai capi di detta resistenza, poi con la legge di OHM si può calcolare facilmente la corrente !
Ma andiamo avanti con i calcoli, ipotizziamo che la batteria era di 12 V, quindi senza resistenza di shunt la lampadina veniva alimentata a 12 V (a 2 A si trattava di una lampadina da 24 W), tuttavia sappiamo che la resistenza, una volta inserita nel circuito, presenta ai suoi capi una tensione di 2 V.
Beh, se la tensione della batteria è fissa a 12 V, la resistenza di shunt si ruba 2 V, vuol dire che la lampadina sarà alimentata a soli 10 V anziché 12 V (quindi a 20 W), diminuendo, leggermente, la sua luminosità.
Inoltre, la resistenza di shunt dissiperà: P = V x I = 2 V x 2 A = 4 W.
Ma allora il sensore Hall a cosa serve ???
Per contenere il più possibile i lati negativi della R di Shunt, è conveniente scegliere un valore più piccolo possibile, ma i problemi comunque non possono essere annullati del tutto.
Allora che fare ??? Semplice, si utilizza un sensore ad effetto Hall. Di cosa si tratta ?
È un sensore che è capace di misurare l'entità di un campo magnetico, quindi avvicinato ad un magnete è in grado di dirci quanto forte è il campo magnetico generato da quel magnete.
Ma cosa c'entra tutto questo con la corrente ?
Beh, c'è un'altra legge che dice che la corrente che scorre in un conduttore produce un campo magnetico proporzionale alla corrente stessa, quindi semplicemente misurando il campo magnetico presente intorno ad un conduttore saremo in grado di conoscere la quantità di corrente che lo attraversa !
Semplice, no ???
Il sensore "Hass100" utilizzato da Elettro è formato da un filo attraversato dalla corrente che si vuole misurare affiancato ad un sensore ad effetto Hall (distanza e caratteristiche note) che, leggendo il campo magnetico sarà in grado di conoscere la corrente.
Questo metodo ha il doppio vantaggio di non provocare cadute di tensione ai suoi capi e di non dissipare calore !
Concludendo Shunt e Hall, in un amperometro, fanno la stessa cosa, solo che il secondo è più bravo !
Quote:Come posso impostare una soglia di intervento massima dell'inverter?
Soglia entro il quale, se superata una determinata potenza, stacca la produzione e va in protezione.
Anche questa cosa è abbastanza semplice, basta misurare la corrente e se questa supera un soglia stacco tutto !
Ora tu puoi misurare la corrente in diversi punti, sulle batterie, sui finali, sull'uscita, ma il datasheet della scheda impone di misurare la corrente sul ponte H (R31 sulla seconda immagine di Elettro di questo
Post, a pagina 2).
Ma come si calcola la resistenza ? Facciamo un esempio:
Ipotizziamo che tu vuoi limitare l'uscita dell'inverter a 1.000 W, quindi il carico massimo applicabbile sarà appunto di 1.000 W. Ora poiché l'inverter non ha una efficienza del 100 % (ipotizziamola al 90 %) vuol dire che dalle batterie assorbiamo una potenza che sarà quella del carico (1.000 W) più le perdite dell'inverter, stimate nel 10 % (quindi circa altri 100 W), in totale 1.100 W.
Ipotizziamo che il tuo inverter è collegato a un banco batterie da 48 V.
A 1.100 W che corrente scorrerà nel ponte H ? Semplice, I = P / V = 1.100 W / 48 V = 22,91 A, diciamo 23 A.
Sempre da datasheet sappiamo che la protezione entra in funzione quando la tensione sul Pin "1" supera 0,5 V, quindi noi dobbiamo calcolare una R di shunt (R31) tale che quando al suo interno scorrono 23 A ai suoi capi ci saranno 0,5 V.
Come si fa ? Sempre con la legge di OHM, con la formula inversa, ovvero R = V / I = 0,5 V / 23 A = circa 2 mOHM.
Che potenza dovrà dissipare la resistenza alla potenza massima dell'inverter ?
P = V x I = 0,5 V x 23 A = 11,5 W
In queste condizioni, se il tuo carico supererà 1.000 W l'inverter andrà in protezione.
Tutto chiaro ? Bene, andiamo avanti...
Quote:Per pilotare i gate dei miei moduli IGBT, posso usare i driver stessi IR2110S sulla scheda? Elettro mi parlava di settare il Deadtime basso sulla schedina tramite dei ponticelli JP.
Non so che moduli IGBT stai utilizzando, in ogni caso gli IR2110 riescono a gestire correttamente una moltitudine di IGBT, sicuramente anche i tuoi.
Se proprio stai utilizzando dei finali esagerati, da oltre 500 A, gli IR funzionerebbero comunque ma non riuscendo ad erogare la necessaria corrente richiesta dal finale genererebbero un segnale di attivazione con gli angoli arrotondati, facendo dissipare qualche W in più ai finali.
Nulla di preoccupante, procedi pure con gli IR, se successivamente vedi che funzionano male (con un oscilloscopio) troverai un'alternativa.
Per il DeadTime, spiegare il funzionamento è parecchio più complesso, se stai leggento il topic, in passato lo abbiamo spiegato, quindi prima o poi ci arriverai e se avrai dubbi sono qui.
In ogni caso, il valore di dead-time, più è piccolo meglio è, tuttavia se i finali sono lenti e imposti un dead-time piccolo il ponte va in corto e i finali esplodono !
Allora come fare a settare il deadtime corretto ?
Puoi procedere in questo modo:
Collega la schedina al ponte H, il Pin "1" a massa e al posto della resistenza di Shunt usa una lampadina della macchina da 12 V (5W o 10W, quella degli anabbaglianti o delle luci di posizione posteriore o...).
Non collegare il trasformatore al ponte H.
Imposta il Dead-Time al massimo (1,5 uS) e metti in funzione l'inverter: la lampadina deve rimanere spenta e misurando la tensione ai suoi capi devono esserci "0" V !
Ripeti la prova iniziando a diminuire il Dead-Time (prima 1 uS, poi 500 nS, infine 300 nS): la lampadina deve sempre rimanere sempre spenta, e la tensione ai suoi capi deve rimanere fissa a 0 V.
Se ad esempio a 300 nS la tensione ai capi della lampadina è diversa da 0 V vorrà dire che devi impostare il Dead-Time a 500 nS.
Tutto chiaro ?