Echantillonnage d'un signal triangulaire (Buck)

[invitee9dcae4d]

Bonjour,

Je travaille actuellement sur un projet qui comprend la régulation numérique d'un Buck.
Il y a deux boucles de régulation (une en tension et une en courant) et celle en courant est basée sur la valeur moyenne du courant.

Ce courant est mesuré via un shunt placé en série avec l'inductance de sortie. Le courant est donc un signal triangulaire ou une dent de scie en fonction du duty-cycle. Un circuit converti le courant en une tension avec un gain connu.

La technique utilisée pour trouver le courant moyen est de réaliser un échantillonnage de cette dent de scie au milieu du signal PWM associé. Deux mesures sont réalisées (voir pièce jointe):
- Lorsque le switch est ON, le courant monte et on échantillonne au milieu du signal PWM
- Lorsque le switch est OFF, le courant décroît et on échantillonne au milieu du restant de la période

Actuellement le signal de tension proportionnel au courant a été filtré pour éliminer les fréquences du signal qui ne nous intéressent pas (seul le DC nous importe). Il sert d'anti-repli (tel que nous l'indique l'ami Nyquist) mais déphase énormément la mesure.

C'est à ce niveau que j'ai un souci de compréhension. Je sais bien qu'un signal triangulaire est composé d'un nombre infini d'harmoniques et qu'en échantillonnant trop lentement on pourrait observer de l'aliasing. Seulement, si on échantillonne tel que maintenant, ne peut-on pas admettre que l'on échantillonne un signal DC ? Si oui, pourquoi filtrer ?

Globalement, j'ai donc un problème au niveau de la compréhension de l'utilité d'un filtre anti-repli. Je le vois bien si on regarde le contenu fréquentiel total du signal et "qu'on ramène les fréquences dans la bande utile" mais contractuellement, j'ai du mal à percevoir la différence avec l'acquisition d'un signal DC à même fréquence.

Merci d'avance.
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[invitea7936bb9]

Hello
Je pense que tu n'as pas besoin d'intégrer ton signal car ton acquisition est synchrone avec le pwm donc pas de repliement.

A+

[Jack]

Seulement, si on échantillonne tel que maintenant, ne peut-on pas admettre que l'on échantillonne un signal DC ? Si oui, pourquoi filtrer ?

Les valeurs échantillonnées auront peu d'ecart en effet. Mais le problème est: quelle sera la valeur échantillonnée? Tu es très optimiste en supposant que tu vas échantillonner au bon moment, c'est à dire précisément au moment où la valeur de l'échantillon est égal à la valeur moyenne.

Concrètement la valeur de tes échantillons ne représentera rien du tout. Il faudra échantillonner beaucoup plus rapidement, surtout si tu veux réagir aux fluctuations de la valeur moyenne du courant (c'est le propre d'une boucle d'asservissement).

A+

[ak47only]

Salut,

pourquoi ne pas échantillonner plus rapidement puis faire un calcule de la valeur moyen ? Plus simple que ta méthode douteuse.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee9dcae4d]

Merci.

En fait, je ne m'occupe pas de la partie régulation du système, c'est une autre personne mais j'ai du mal à comprendre les choix qui ont été fait à ce niveau, d'où mes questions ; ). L'intérêt principal de cette prise de mesure est d'éviter les transitions (et donc les transitoires) aux pointes. Le signal est beaucoup moins bruité à ce moment qu'aux transitions.

Je suppose bien que la valeur ne sera jamais la valeur moyenne (fichu monde réel!) mais j'ai quand même un peu de mal à percevoir la notion de repli dans un cas non idéal.

Je ne vois pas bien en quoi une prise de mesure beaucoup plus rapide aiderait ? Dans tous les cas, la moyenne ne pourrait être faite qu'après une période, ce qui ne rend pas la chose plus rapide qu'actuellement. Ici, on fait une mesure sur la flanc montant, une sur le flanc descendant et on fait la moyenne (soit la moyenne la plus simple sur 2 points).

[Jack]

Je ne vois pas bien en quoi une prise de mesure beaucoup plus rapide aiderait ?

parce que faire la moyenne d'age d'une population en interrogeant 2 personnes donnera probablement de moins bons résultats qu'en en interrogeant 1000.

Ici, on fait une mesure sur la flanc montant, une sur le flanc descendant et on fait la moyenne (soit la moyenne la plus simple sur 2 points).

Et comment décides-tu du moment de l'échantillonnage?

A+

[Tropique]

Si on échantillonne au milieu des périodes + et -, que le moment d'échantillonnage reste stable par rapport à la phase du signal PWM et que l'on moyenne les valeurs, on doit normalement arriver à une très bonne qualité de mesure.
Eventuellement, on peut envisager de faire du post-traitement avec un filtre échantillonneur/intégrateur zero ripple comme celui conçu par le génial S. Woodward, ou s'arranger pour que l'échantillonneur fasse partie d'un tel filtre:
http://www.edn.com/article/471981-DC...resolution.php