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Filtrer un signal bruité



  1. #1
    Alphaelec847

    Filtrer un signal bruité


    ------

    Bonjour tout le monde,

    Pour faire simple j'utilise une PWM qui rentre sur un IGBT pour alimenter un moteur. Je cherche à créer une détection de courant sur les phases du moteur, j'ai donc placé une résistance de shunt sur une phase pour effectuer des tests.
    Le souci c'est qu'il y a des appels de courants lors des commutations et donc pas mal de perturbations. Je pense que plusieurs solution s'offre a moi :

    1- Faire un filtre pour éliminer ses perturbations, mais lequel...? (a vous de m'aider)

    2- Faire un filtre passe bas comme pour une PWM classique et ainsi obtenir une tension moyenne, qui par la suite sera traitée.

    Si je veux juste éliminer les perturbations, je dois faire un filtre passe bande avec une fréquence centrale de 10KHz, la bande passante doit t'elle être très sélective?

    Ensuite si je fais un filtre passe bas pour garder que la composante continu es ce que je dois faire un filtre actif, passif?

    En annexe une image de mon signal aux bornes de la résistance de shunt.

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  3. #2
    Jack
    Modérateur

    Re : Filtrer un signal bruité

    Il faudrait le schéma et le montage de mesure. est-ce vraiment le courant dans l'enroulement ou dans l'IGBT?

    Ces pointes de courants sont-elles vraiment gênantes?

    2- Faire un filtre passe bas comme pour une PWM classique et ainsi obtenir une tension moyenne, qui par la suite sera traitée.
    QUel rapport y a-t-il entre le courant et la tension moyenne????

    Sinon, une manière radicale pour limiter les variations de courant est d'insérer une self.
    A+

  4. #3
    Alphaelec847

    Re : Filtrer un signal bruité

    Merci d'avoir répondu si vite Jack
    je joins le schéma

    Citation Envoyé par Jack Voir le message
    QUel rapport y a-t-il entre le courant et la tension moyenne????
    J'ai inséré une résistance de shunt sur un phase du moteur (voir schéma annexe), le rapport entre la tension moyenne et le courant :
    la résistance de shunt me donne l'image du courant (sous forme d'une tension) c'est le signal que je veux traité (voir image annexe #1), si j'y applique un filtre passe bas j'obtiendrai la tension moyenne de se signal, si cette tension moyenne augmente c'est que le courant augmente... et donc je désactive l'IGBT.

    Sachant que pour moi la meilleur solution serai de pouvoir enlevé le bruit pour ensuite traiter le signal (carré).

    Citation Envoyé par Jack Voir le message
    Sinon, une manière radicale pour limiter les variations de courant est d'insérer une self.
    Le moteur est une self? non?
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  5. #4
    Jack
    Modérateur

    Re : Filtrer un signal bruité

    Je comprends mieux. En fait, je pense que tu as un problème de musure car ce n'est a l'évidence pas l'image du courant que tu mesures là.

    De toutes manières, ce que tu cherches, c'est avoir une image du courant moyen dans une phase, c'est çà? Dans ce cas, un simple circuit RC devrait suffire. Le problème, c'est que si tu veux protéger l'igbt, le courant moyen ne permettra que de ne pas dépasser le courant DC max. Il faut veiller à limiter également les pointes de courant et dans ce cas le filtrage est plus délicat.

    Je pense qu'il faudrait par commencer à soigner la mesure du courant afin d'éviter tous ces parasites: connexions les plus courtes possible, plans de masse, etc.

    A+

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  8. #5
    Alphaelec847

    Re : Filtrer un signal bruité

    Pour tout t'expliquer je veux protéger mon IGBT, pour cela je voulais utiliser un driver d'IGBT, le IR2177 un composant créé exprés à cette effet. Le problème est que je n'arrive pas à le faire fonctionner.
    J'ai donc opté pour cette solution, avoir l'image du courant, dans mon cas elle est perturbé et d'après ton dernier message je viens de comprendre que si j'ai des perturbations c'est peux être à cause de mes longueurs de fils utilisé pour effectué cette mesure? Tu confirme?

    Après je suis bloqué... Je ne sais pas si c'est la bonne solution je veux comme tu la dis protéger mon IGBT contre les pics de courant mais aussi les courants continu trop élevé.

  9. #6
    Jack
    Modérateur

    Re : Filtrer un signal bruité

    L'idéal reste un driver d'igbt à mon avis. Je te conseille d'attendre le passage d'HUlk28 car il est très pointu sur la question.

    A+

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  11. #7
    invite03481543

    Re : Filtrer un signal bruité

    Bonjour,

    je n'arrive pas à lire votre schéma en #3, pouvez-vous le reposter en noir sur blanc sans couleur?

    Quelles sont les caractéristiques du moteur et de votre IGBT?
    La fréquence de travail?

    beaucoup de questions alors que vous attendez des réponses.

    L'IR2177 est très bien pour une mesure de courant, il faut juste faire attention aux câblages, il est très susceptible en montage en volant.

    Comment faites vous le pilotage de votre IGBT?

    De manière générale il faut adopter un câblage soigné en évitant de mettre en commun les signaux de commande et les signaux de puissance, ce qui n'est pas toujours évident sur un montage en volant.
    Pour faire une maquette acceptable en élec de puissance, pour une validation, il vaut mieux adopter des plaques à strips de cuivre larges dont on coupe certaines parties plutôt que d'utiliser des fils type wrapping ou même plus gros qui ramassent tout ce qui passe et pollue la carte.

    Voir l'exemple joint avec une tête d'induction à 200KHz sur un de mes derniers protos.
    Il n'y a aucun fils volants et ça fonctionne très bien.
    A+
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  12. #8
    Alphaelec847

    Re : Filtrer un signal bruité

    Merci d'avoir répondu HULK28

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    je n'arrive pas à lire votre schéma en #3, pouvez-vous le reposter en noir sur blanc sans couleur?
    Pas de problème!

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    Quelles sont les caractéristiques du moteur et de votre IGBT?
    Comment faites vous le pilotage de votre IGBT?
    C'est un moteur triphasé.
    Mon IGBT est un IRAMS10UP60B avec un courant nominal de 10A,
    il est commandé par un DSpic 30F3011 qui lui envoi des PWM sur les broches prévu à cette effet.

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    La fréquence de travail?
    La fréquence de travail est de 10KHz

    Citation Envoyé par HULK28 Voir le message
    L'IR2177 est très bien pour une mesure de courant, il faut juste faire attention aux câblages, il est très susceptible en montage en volant.
    J'ai tiré un carte avec l'IR2177 les condos de bootstrap, y a t'il plusieurs endroit ou l'on peut mesurer le courant?
    Je pense à :
    - Mesurer le courant dans le bus à l'aide de la résistance interne de l'IGBT entre la sortie ITRIP et V-.

    - Ou mesurer le courant dans une phase qui alimente le moteur à l'aide d'une résistance de shunt.

    Dernière petite précision qui a son importance, la carte puissance et la carte commande fonctione. Le moteur tourne lorsque qu'il n'y a pas de charge (à vide). La destruction de l'IGBT se fait que lorsque le moteur est connecté à une charge!

    A+
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  13. #9
    invite03481543

    Re : Filtrer un signal bruité

    Bonjour,

    votre IGBT est en fait un "all in one" qui possède toute l'artillerie pour piloter un moteur tri avec sa résistance schunt intégrée et les drivers de gate intégrés.

    Sur votre schéma vous faites apparaitre 230VAC alors qu'il s'agit du Vbus issue du 230V redressé et filtré à 320VDC environ.

    Voir le schéma en page 9 de la datasheet de IR.

    La mesure de courant doit se faire donc directement sur la broche "current feedback" (Itrip en patte 22 du circuit) pour assurer dans un premier temps la sécurité de l'IGBT, vous pouvez ensuite utiliser un capteur Hall pour surveiller chaque phase.
    L'avantage du capteur Hall est qu'il n'est pas intrusif et assure une isolation galvanique avec la charge.

    Selon Itrip vous modulerez la PWM pour un démarrage en douceur par exemple, puis avec Ihall1,Ihall2, et Ihall3 vous surveillerez chaque branche du moteur mais cela n'est pas indispensable.
    L'essentiel étant d'assurer avant tout la sécurité de l'IGBT.

    Je pense que votre soucis lié à la destruction du composant est lié au choix des condensateurs de Bootstrap qui sont critiques dans ce genre de montage.
    Un mauvais choix fera apparaitre une insuffisance de commande sur l'étage haut du bras de commande et l'IGBT peut être dans ce cas détruit dans les ms qui suivent l'appel de courant.
    A vide l'IGBT même insuffisamment conducteur ne souffrira pas trop vu qu'il y a très peu d'énergie à transférer.
    Qu'avez-vous choisit pour ces 3 condensateurs?

    A+

  14. #10
    invite03481543

    Re : Filtrer un signal bruité

    Une dernière chose, ces condensateurs de Bootstrap doivent être à faible résistance série, idéalement des céramiques multicouches ou des chimiques faible ESR.
    Il faut les câbler au plus près des broches du composant c'est indispensable.

    Il faut également pour faire vos essais que la PWM soit au minimum lorsque votre moteur est chargé puis augmenter progressivement le rapport cyclique indexé sur le résultat de la mesure de courant sur Itrip.
    C'est Itrip qui doit conditionner l'évolution du rapport cyclique.
    Avez-vous mis un dissipateur sur l'IRAMS10UP60B?

    A+

  15. #11
    Alphaelec847

    Re : Filtrer un signal bruité

    Merci Hulk28 je n'ai pas toutes les valeurs en tête car j'ai repris un projet existant, je dois juste me débrouillé pour finaliser le projet et qu'il fonctionne à 100%.

    Je te dis tout sa mardi et encore merci de ton aide tu ma beaucoup éclairé sur le sujet!

  16. #12
    Alphaelec847

    Re : Filtrer un signal bruité

    Les condensateurs de bootstraps sont situés à proximité des sorties de l'IGBT et se sont des 3,3µF 63V chimique.
    Ils sont en parallèles avec des condo plastiques de 100nF plastique.
    Es ce de bonnes valeurs? Je n'ai jamais travaillé sur des moteurs ou des motages de puissances donc les valeurs me parlent peux.

    Ensuite comment faire pour l'ESR je doit regarder la datasheet ou es ce qu'avec un simple ohmètre je peux en déduire la résistance interne?

    D'autre part pour le module IR2177 j'ai testé ce module avec un générateur de fréquence connecté sur l'entrée SYNC et je l'ai alimenté à l'aide d'une alimentation mais même lors de ces simulations je n'ai rien eux de concluant. Pourtant mes cablages sont raccourci au minimum sur Vin+ et Vin-.

    Merci

  17. Publicité
  18. #13
    invite03481543

    Re : Filtrer un signal bruité

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Alphaelec847 Voir le message
    Les condensateurs de bootstraps sont situés à proximité des sorties de l'IGBT et se sont des 3,3µF 63V chimique.
    Ils sont en parallèles avec des condo plastiques de 100nF plastique.
    Es ce de bonnes valeurs? Je n'ai jamais travaillé sur des moteurs ou des motages de puissances donc les valeurs me parlent peux.
    Les valeurs sont correctes, il faut revoir juste leurs technologies.
    Les chimiques doivent être de faible ESR, si vous avez un doute changez-les, les plastiques à remplacer par des céramiques multicouches.

    Ensuite comment faire pour l'ESR je doit regarder la datasheet ou es ce qu'avec un simple ohmètre je peux en déduire la résistance interne?
    Non avec un ohmmètre vous n'avez aucune chance, la résistance de ces condensateurs est trop faible pour un multimètre.
    Soit vous arrivez à lire une référence sur le corps du composant, soit vous le changez.

    D'autre part pour le module IR2177 j'ai testé ce module avec un générateur de fréquence connecté sur l'entrée SYNC et je l'ai alimenté à l'aide d'une alimentation mais même lors de ces simulations je n'ai rien eux de concluant. Pourtant mes cablages sont raccourci au minimum sur Vin+ et Vin-.
    Pour l'instant il faut juste faire fonctionner correctement le module IGBT, l'idéal serait de voir en photo l'ensemble de votre montage avec des détails si possible, les câblages sont importants aussi dans le succès ou non de ce type de réalisation.
    Je suppose que vous avez un typon de votre électronique à me montrer, on va aussi regarder par là.
    A+

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