dspic30f3011 PWM "push-pull" avec les structures Output Compare DSPIC30F3011 PWM "push-pull" avec les structures Output Compare

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1 DSPIC30F3011 PWM "push-pull" avec les srucures Oupu Compare Cee applicaion es uilisée dans le proje "VAE" (Vélo à Assisance Élecrique) pour piloer le converisseur DC-DC de l'éclairage. Le module "moeur" du dspic es uilisé pour piloer le moeur brushless e es donc indisponible pour la réalisaion de ce PWM "push-pull". 1. Éude du converisseur DC-DC "push-pull" 1.1 Cahier des charges Enrée : baerie "Ni-Mh", "Li-Ion" ou "Li-Po" de 36V à 72V nominal Sorie : ension coninue au choix : 6V ou 12V, ondulaions inférieures à 1V, puissance max : 10W Isolaion galvanique Proégée conre les cours-circuis 1.2 Schéma simplifié L'uilisaion d'un ransformaeur s'impose pour respecer l'isolaion galvanique. On choisi une commande symérique pour minimiser la aille du ransformaeur. La srucure "push-pull" s'impose de fai. 3 T2 VE2 N IS1 D1 LS xxx µh Io E N 9 5 N 12 2 VS1 VSK CS VS T1 VE1 N 8 6 N 7 N 11 IS2 TR 196µH WURTH Le ransformaeur représené es celui choisi pour l'applicaion VAE. Il s'agi d'un ransformaeur "universel" fabriqué en série (donc de coû faible) e comporan 6 bobinages ideniques que l'on peu inerconnecer à voloné (série e/ou parallèle). Le modèle uilisé ne compore pas d'enrefer compe enu de son mode de foncionnemen (pas d'accumulaion d'énergie dans le noyau). VS2 D2 BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 1/32

2 1.3 Chronogrammes ypiques (avec des composans parfais) : T1 ON OFF T1 ON OFF Ton T/2 T/2 T Ton Ton VE1 +E 0V E VE2 +E 0V E VS1 +E/2 0V E/2 VS2 +E/2 0V E/2 IS1 Io Io/2 0A IS2 Io Io/2 0A V SK +E/2 0V + M 0Wb M Noe : = flux magnéique dans le noyau du ransformaeur BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 2/32

3 Si les composans son parfais : N2 Ton VSmoy E 2 avec N1=2.N e N2=N (ransfo Würh) N1 T Pour le proje VAE, on a : V E = 32V à 82V Transformaeur : modèle de Würh : 6 bobinages indépendans de 196µH N1 = 2.N e N2 = N N1/N2 = 2 La durée T on doi êre piloée par le logiciel pour obenir la ension de sorie choisie (6V ou 12V) pour oues valeurs de V E comprises enre 32V e 82V, soi : T on 6 7,3% pour E = 82V e V Smoy = 6V T 82 T on 12 37,5% pour E = 32V e V Smoy = 12V T 32 Ces rappors cycliques seron un peu plus élevés dans le cas réel pour compenser les chues de ension diverses (les diodes en pariculier). Aenion : on ne peu pas dépasser 50% avec un "push-pull". 1.4 Choix de la période T Le ransformaeur impose le choix de la période T. Pour limier les peres dans le ransformaeur e obenir un bon rendemen du converisseur DC-DC, l'inducion magnéique dans le ransformaeur doi reser noablemen inférieure au seuil de sauraion B max. Ce paramère n'es pas fourni par le fabrican Würh, mais il en donne un aure qui lui es lié : Ud Sa significaion semble assez floue au premier abord. En fai, il perme jusemen de déerminer rès rapidemen la durée Ton à ne pas dépasser (e par conséquen la période T) : quand T1 es conduceur la f.é.m. E es appliquée enre les broches 5 e 7, soi V E1 =E d le flux dans le ransformaeur es lié à V E1 par la relaion : V E1 N1 d V E1 éan consane pendan Ton, le flux s'accroî linéairemen de M à + M (voir chronogramme) E Ton on en dédui : 2 M N1 (inégraion sur Ton, d'où la noaion Ud ) E Ton e pour un seul bobinage (ransfo Würh) : 2 2 M N car N1 = 2.N le paramère Ud donné par Würh es alors : Ud 2 N ΦM (pour un bobinage) E soi Ud Ton 2 Mais cee relaion n'es pas vraimen uilisable, car E varie dans de fores proporions. Par conre, la ension de sorie moyenne es connue e la relaion qui lie V Smoy e E perme d'écrire : 1 N1 E Ton VSmoy T 2 N2 1 1 N1 1 Soi : Ud VSmoy T VSmoy T car N1=2.N2 2 2 N2 2 E finalemen : 2 Ud T V Smoy Le cas le plus défavorable ( maximum, donc Ud max) es obenu quan Ton es maximum (soi Ton = T/2), donc quand V Smoy es régulée à 12V (V Smoy es proporionnelle à Ton). BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 3/32

4 Il faudra donc respecer dspic30f3011 PWM "push-pull" avec les srucures Oupu Compare ,4 10 T Producion des signaux de commande 16,4µS pour le ransformaeur de Würh. Les ransisors T1 e T2 doiven êre commandés pour que leurs éas respecen les chronogrammes du 1.3. Avec des MOS, il fau produire 2 signaux logiques avec la même chronologie. 2.1 Caracérisiques des signaux de commande Cmd1 "1" "0" Cmd2 "1" 1 T/2 T/2 "0" Ton T Ton Ton Période T : < 16,4µS (voir ci-dessus) Durée Ton : 0µS à T/2. En fai, la valeur T/2 ne sera jamais aeine pour respecer des emps mors minimum pour T1 e T2 (T1 e T2 bloqués). On rouvera plus de déails à ce suje dans le paragraphe des relevés. Imporan : les durées Ton des 2 signaux "Cmd1" e "Cmd2" doiven êre absolumen égales pour évier une dérive de la composane coninue du champ magnéique e saurer rapidemen le noyau (le champ magnéique es proporionnel à l'inégrale de la ension appliquée). 2.2 Configuraion du microconroleur dspic Le périphérique le plus adapé serai le module PWM à haue résoluion. Mais dans l'applicaion VAE, il es déjà uilisé pour commander le moeur brushless riphasé. On uilise alors 2 srucures "Oupu Compare" (sur 4 disponibles dans dspic30f3011), en l'occurrence OC3 e OC Foncion d'iniialisaion "IniPushPull" /******************************************************************* Funcion: void IniPushPull(void) Descripion: Iniialisaion OC3 e OC4 pour piloer push pull éclairage - Période = 16µS - Rappor cyclique : 0%=0 50%=Pediode_PushPull/2 - Proecion par l'enrée d'inerrupion INT2 (acive aux flancs descend.) -> sories mises en Hiz (il fau des résisances "pull-up" ou "down") ********************************************************************/ void IniPushPull(void) in i; PWM_PushPull=PWM_PP_Delay=2;// Rappor cyclique iniial presque nul T2CON=0x8000; // Foncionnemen coninu, horloge=tcy=16mhz, // compeur validé PR2=Periode_PushPull-1; // Période PWM = Periode_PushPullxTcy TMR2=-20; // Pour produire les premiers changemens d'éas ci-dessous // Rappor cyclique iniial sur OC3 presque nul //OC3RS=0; // Sorie inversée //OC3R=PWM_PP_Delay; // Sorie inversée OC3R=0; // Sorie non inversée OC3RS=PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée // Seuils pour produire la 1 impulsion sur OC4 ci-dessous //OC4RS=30; // Sorie inversée //OC4R=32; // Sorie inversée BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 4/32

5 OC4R=30; // Sorie non inversée OC4RS=32; // Sorie non inversée OC3CON=0x0005; // OCSIDL=0 : foncionnemen validé en mode "Idle" // OCFLT=0 : sélecion "Timer 2" // OCM=5 : mode : chg d'éas de OC3 avec les 2 compara. for (i=0;i<3;i++);//pei reard pour laisser la 1 imp. sur OC3 se produire OC4CON=0x0005; // OCSIDL=0 : foncionnemen validé en mode "Idle" // OCFLT=0 : sélecion "Timer 2" // OCM=5 : mode : chg d'éas de OC4 avec les 2 compara. for (i=0;i<10;i++);//pei reard pour laisser la 1 imp. sur OC4 se produire //Rappor cyclique iniial sur OC4 presque nul //OC4RS=Periode_PushPull/2; // Sorie inversée //OC4R=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie inversée OC4R=Periode_PushPull/2; // Sorie inversée OC4RS=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie inversée // Iniialisaion inerrupion INT2 INTCON2bis.INT2EP=1; // Inerrupion aux flancs descendans IFS1bis.INT2IF=0; // Raz de l'indicaeur d'inerrupion IPC5bis.INT2IP=7; // Priorié maximum La foncion es assez complexe, son algorihme perme d'évier la présence d'impulsions qui pourraien créer un dysfoncionnemen. Le plus imporan es d'évier la conducion simulanée de T1 e T2, même de façon ransioire, pour évier un cour circui de la baerie. Pour bien comprendre cee foncion e la producion des signaux de commande, il es uile de dessiner un schéma simplifié des srucures OC3 e OC4 configurées par "IniPushPull" Schéma simplifié des srucures OC3 e OC4 configurées par "IniPushPull" Tcy Rese TMR2 PR2 = OC3R OC3RS = = S_OC3 Tcy R_OC3 S R Q OC3 OC4R OC4RS = = S_OC4 Tcy R_OC4 S R Q OC4 Tcy es l'horloge sysème, soi Fcy=16MHz dans l'applicaion VAE TMR2 es le compeur 16 bis synchrone du "Timer 2". L'enrée "Rese" es synchrone. PR2 es le regisre "modulo" du "Timer 2" : le compeur TMR2 es remis à 0 quand son éa aein PR2. OC3R e OC3RS son les regisres de comparaison de la srucure "Oupu Compare" OC3. OC4R e OC4RS son les regisres de comparaison de la srucure "Oupu Compare" OC4. Leurs conenus son consammen comparés à l'éa de TMR2 : S_OC3 es à "1" si TMR2=OC3R e à "0" dans le cas conraire R_OC3 es à "1" si TMR2=OC3RS e à "0" dans le cas conraire S_OC4 es à "1" si TMR2=OC4R e à "0" dans le cas conraire BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 5/32

6 R_OC4 es à "1" si TMR2=OC4RS e à "0" dans le cas conraire Ces signaux piloen 4 bascules RS synchrones pour produire les signaux OC3 e OC4. Chronogrammes ypiques : Pour ces chronogrammes, les regisres son affecés comme sui : PR2 = 255 pour obenir une période T de 16µS avec Fcy = 16MHz OC3R = 0 OC3RS = 5 pour obenir Ton = 312,5nS (rappor cyclique de 0,3125/16 = 2%) sur OC3 OC4R = 128 pour que OC4 passe à "1" à T/2 OC4RS = = 133 pour obenir Ton = 312,5nS (rappor cyclique de 0,3125/16 = 2%) sur OC4 TMR S_OC R_OC3 R_OC3 S_OC4 R_OC4 R_OC4 5.Tcy 128.Tcy 5.Tcy 128.Tcy BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 6/32

7 2.2.3 Déroulemen de la foncion "IniPushPull" Les broches affecées aux sories OC3 e OC4 ne son pas encore configurées au "rese" du dspic. Ce son encore des pors "I/O" classiques configurés en "enrée" don les éas son "floans". Pour évier la conducion simulanée des ransisors T1 e T2 (cour circui de la baerie!), il fau absolumen placer des résisances qui von fixer l'éa de OC3 e OC4 pendan la phase d'iniialisaion du dspic. Si on uilise des "driver" de MOS non-inverseurs, ce éa doi êre "0" : les résisances son alors de ype "pull-down" (reliées à 0V) : Dans ces condiions, les niveaux logiques sur OC3=RD2 e OC4=RD3 son à "0" au débu de l'exécuion de la foncion "IniPushPull" : La foncion commence par configurer le "Timer 2" (regisres T2CON e PR2) de façon à ce que le compeur TMR2 s'incrémene à chaque période Tcy. Le compeur TMR2 es alors affecé à 20 (ou 0xFFEC) pour que son passage par 0 se produise 20 cycles Tcy plus ard, soi après les affecaions des regisres OC3R, OC3RS e OC3CON (vérifié par simulaion sur MPLAB) Les regisres OC3R e OC3RS son affecés avec les valeurs 0 e 2 pour produire une coure impulsion de durée 2xTcy sur OC3 Le regisre OC3CON es affecé pour configurer la srucure "Oupu Compare 3" e affecer la sorie OC3 sur la broche correspondane. Un pei reard logiciel aend la producion de cee impulsion (TMR2 > 2) La foncion affece alors OC4R e OC4RS avec les valeurs 30 e 32 (avan que TMR2 n'aeigne la valeur 30) pour produire une coure impulsion de durée 2xTcy sur OC4 Un nouveau pei reard logiciel aend la producion de cee impulsion (TMR2 > 32) La foncion affece alors les regisres OC avec leurs valeurs finales pour obenir un rappor cyclique praiquemen nul (2/256=0,78%) BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 7/32

8 2.2.4 Relevés expérimenaux OC3 OC4 On consae que les sories OC3 e OC4 resen bien à "0" pendan la phase d'iniialisaion à la mise sous ension. Impulsions sur OC3 e OC4 produies pd l'exécuion de la foncion " IniPushPull" OC3 OC4 Un "zoom" sur les premières impulsions monre le bon déroulemen de la foncion "IniPushPull". Celle-ci force les premières impulsions sur OC3 e OC4 pour évier un aléa où elles seraien présenes simulanémen. Les impulsions suivanes son produies conformémen à l'analyse du paragraphe BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 8/32

9 Un dernier relevé perme de vérifier la période e la durée des impulsions en régime éabli : OC3 OC4 La fréquence mesurée es de 65,500kHz (foncion "compeur" du RIGOL) e l'impulsion dure 123nS : les résulas son conformes (avec OC3RS=2, soi 2 périodes Tcy). OC3 OC4 Le délai enre les flancs monans de OC3 e OC4 es de 8,000µS : résula conforme (demi-période T). La durée de l'impulsion l'es égalemen (égale à celle sur OC3). BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 9/32

10 3. Régulaion de la ension de sorie du converisseur Le principe de base consise à prélever une image de la ension de sorie, de la comparer à une consigne e de commander le rappor cyclique pour raraper ou écar. Cee soluion a éé rejeée pour les raisons suivanes : nécessié d'une isolaion galvanique dans la boucle de reour (prélèvemen de Vs), les performances de régulaion exigées ne son pas rès élevées (il s'agi de l'éclairage du vélo) Par ailleurs, la relaion qui lie la ension de baerie, la ension de sorie e le rappor cyclique es bien connue (voir 1.3). Le principe de régulaion reenu es alors le suivan : mesure de la ension baerie (cee foncion exise déjà dans le VAE, donc pas d'augmenaion du coû) calcul du rappor cyclique (en fai la durée Ton) pour obenir la ension de sorie choisie (6V ou 12V) en foncion de la ension baerie avec la formule du 1.3. De plus, pour les ess, on uilise la poignée de "gaz" pour commander l'éclairage; le seuil "OFF/ON" éan placé approximaivemen au milieu de la course. La poignée de gaz es reliée sur l'enrée AN7 e produi une ension comprise enre 0,87V e 4,28V. 3.1 Conversion A/N On uilise bien enendu le CAN 10 bis du dspic : BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 10/32

11 La srucure compore ous les élémens nécessaires à la conversion (sauf une vraie source de référence) : un muliplexeur analogique pour choisir la source de référence (AVDD ou exerne) un muliplexeur pour choisir l'enrée à converir (l'échanillonnage peu êre simulané pour 4 enrées) un CAN rapide (jusqu'à 1M ech/s) un regisre FIFO à double accès de profondeur 16 mos. Tous ces élémens son configurés via des regisres 16 bis. On uilise la configuraion de l'applicaion VAE qui exploie oues les enrées analogiques disponibles, sauf AN5. La foncion de conrôle de l'éclairage n'en uilise que 2 : VBAT e POT_Pos. ADPCFG = 0x01DF : AN0 à AN8 uilisées (sauf AN5) ADON = 1 : converisseur opéraionnel à la fin de la configuraion ADSIDL = 0 : module opéraionnel en mode "idle" FORM = 0 : résula codé en binaire décalé (Bd) SSRC = 3 : conversion déclenchée par le module PWM SIMSAM = 1 : échanillonnage simulané de CH0, CH1, CH2 e CH3 ASAM = 1 : échanillonnage dès que la phase de conversion es erminée SAMP = 0 : DONE : indicaeur de fin de conversion ADCON1 = 0x006C (ADON es mis à "1" à la fin de la configuraion) VCFG = 0 : VREF_H=AVDD e VREF_L=AVSS CSCNA = 0 : pas de "scan" des enrées CHPS = 2 : échanillonnage simulané de CH0, CH1, CH2 e CH3 (voir schéma précéden) BUFS = 0 : sans effe car BUFM = 0 SMPI = 0 : inerrupion après chaque échanillonnage de CH0, CH1, CH2 e CH3 BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 11/32

12 BUFM = 0 : regisre FIFO configuré en mos de 16 bis ALTS = 0 : uilisaion de la configuraion "MUX A" ADCON2 = 0x0200 SAMC = 0 : sans effe dans ce mode de fc ADRC = 0 : horloge CAN issu de l'horloge sysème ADCS = 5 : TAD = 3.Tcy = 187,5nS (conversion en 5x0,1875+4x12x0,1875=9,9375µS) ADCON3 = 0x0005 CH123NB = 0: sans effe ici ("MUXB") CH123SB = 0 : sans effe ici ("MUXB") CH0NB = 0 : sans effe ici ("MUXB") CH0SB = 0 : sans effe ici ("MUXB") CH123NA = 0: enrée - de CH1, CH2, CH3 = VREF- CH123SA = 0 : enrée + de CH1 = AN0 = IMOT_A CH2 = AN1 = IMOT_B CH3 = AN2 = IBAT CH0NA = 0 : enrée négaive de CH0 = VREF- CH0SA = 7 : enrée + de CH0 = AN7 = poignée de gaz ADCHS = 0x0007 Regisre sans effe ici. BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 12/32

13 3.1.1 Foncion d'iniialisaion du CAN 10 bis /********************************************************************* Funcion: void IniADC10(void) Descripion : Iniialisaion de l'adc 10 bis : 1. AN6 = VBAT AN7 = poignée d'accéléraion 2. Conversion déclenchée par PWM (oues les 16 périodes) 3. Inerrupion EOC validée ********************************************************************/ void IniADC10(void) ADPCFG=~0x01DF;// AN0 à AN8 uilisées (sauf AN5) ADCON1=0x006C; // Codage en Bd sur 10 bis // Déclenché par module PWM // Echanillonnage simulané de CH0, CH1, CH2 e CH3 // enre 2 cycles de conversion ADCON2=0x0200; // VREF+=AVDD e VREF-=AVSS // CHPS<1:0>=10 : conversion de CH0, CH1, CH2 e CH3 // SMPI<3:0>=0 : inerrupion après l'échanillonnage e les // 4 conversions de CH0, CH1, CH2 e CH3 // Buffer 16 bis ADCON3=0x0005; // SAMC<4:0>=0 : sans effe // ADRC=0 -> Horloge sysème // ADCS<5:0>=5 -> Tad=3Tcy soi 187,5nS // Conversion en 5x0,1875+4x12x0,1875=9,9375µS ADCHS=0x0007; // Enrée - de CH1, CH2, CH3 = VREF- // Enrée + de CH1 = AN0 = IMOT_A // CH2 = AN1 = IMOT_B // CH3 = AN2 = IBAT // Enrée - de CH0 = VREF- // Enrée + de CH0 = AN7 = poignée IFS0bis.ADIF=0; // Clear ISR flag IEC0bis.ADIE=1; // Enable inerrups ADCON1bis.ADON=1;// Turn ADC ON Une inerrupion es provoquée après les 4 conversions de CH0, CH1, CH2 e CH3, donc à chaque échanillonnage. Les canaux CH1, CH2 e CH3 ne son pas uilisés pour le conrôle de l'éclairage; on les ignore. Le canal CH0 correspond à la voie sélecionnée par le muliplexeur analogique (AN3 à AN8 pour un dspic30f3011). Le muliplexeur analogique es commandé par les bis "CH0SA" du regisre "ADCHS". Les 2 enrées analogiques uilisées par la foncion d'éclairage son AN6 (VBAT) e AN7 (poignée de gaz). Le résula de la conversion du canal CH0 es placé dans le regisre ADCBUF0. La foncion "_ADCInerrup" correspondane à cee inerrupion affece la bonne variable avec le résula de la conversion e gère le muliplexeur analogique pour sélecionner la prochaine enrée analogique à converir. BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 13/32

14 3.1.2 Foncion d'iniialisaion du module moeur PWM Ce module n'es pas uilisé pour piloer le converisseur DC-DC de l'éclairage, mais il déclenche chaque conversion du CAN 10 bis. La foncion reproduie ci-dessous es une version simplifiée de celle de l'applicaion VAE où seuls son affecés les regisres permean le déclenchemen du CAN 10 bis. /********************************************************************* Funcion: void IniMCPWM(void) Descripion: Iniialisaion des 3 modules PWM comme sui : 1. FPWM = Hz 2. ADC déclenché par le "PWM special rigger" ********************************************************************/ void IniMCPWM(void) PTPER=PTPERI; // Moiié de la période PWM PWMCON2=0x0302; // Posscale = 4 : déclenchemen du CAN oues les 4 PWM // Rafraichissemen PWM synchrones période PWM // Rafraichissemen validé PTCON=0xA002; // PWM validé en mode "cenré" // La base de emps PWM s'arrêe en mode "veille" Le regisre "PWMCON2" es affecé pour que le module moeur déclenche le CAN 10 bis oues les 4 périodes PWM "moeur", soi à la fréquence de 5kHz. Cee fréquence d'échanillonnage es largemen suffisane pour converir l'image de la ension baerie e la posiion de la poignée. Une fréquence rop élevée aurai provoqué un ryhme d'inerrupions inuilemen élevé (il fau limier l'occupaion du CPU) Foncion d'inerrupion "_ADCInerrup" Cee foncion es acivée après la conversion des 4 canaux CH0, CH1, CH2 e CH3. Il s'agi d'une version simplifiée de celle de l'applicaion VAE dans laquelle on ne converi que les 2 enrées analogiques associées au piloage de l'éclairage : la ension "baerie" e la poignée de gaz (ces 2 enrées son "muliplexées" vers le canal CH0). La foncion "_ADCInerrup" : affece la bonne variable avec le résula de la conversion (disponible dans ADCBUF0), e gère le muliplexeur analogique pour sélecionner la prochaine enrée analogique à converir. /********************************************************************* Funcion : void _ISR _ADCInerrup (void) Descripion : Programme d'inerrupion déclenché à chaque EOC du CAN 10 bis Résula des conversions : - de AN6 rangé dans VBAT en Bd - de AN7 rangé dans POT_Pos en Bd ********************************************************************/ void _ISR _ADCInerrup (void) TEST1=1; IFS0bis.ADIF=0; // Raz indicaeur inerrupion swich (ADCHSbis.CH0SA) case 6 : VBAT=ADCBUF0; // Mesure ension DC de la baerie ADCHSbis.CH0SA=7; // Prochaine conversion : POT_Pos break; case 7 : POT_Pos=ADCBUF0; // Lecure posiion poignée ADCHSbis.CH0SA=6; // Prochaine conversion : VBAT break; defaul: break; TEST1=0; BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 14/32

15 Pour mesurer la fréquence d acivaion de ce programme (qui es le 1/4 de la fréquence d échanillonnage), on ajoue les insrucions "TEST1= 1;" au débu e "TEST1=0;" à la fin de la foncion. 3.2 Commande du rappor cyclique Le rappor cyclique des signaux OC3 e OC4 doi êre rafraîchi régulièremen pour réguler la ension d'éclairage en foncion de la ension de la baerie. Un ryhme supérieur à 10 rafraîchissemens par seconde es largemen suffisan. Dans l'applicaion VAE, le "Timer 1" es uilisé pour produire des inerrupions RTI au ryhme de 60 par seconde. La foncion d'inerrupion correspondane ("_T1Inerrup") es donc chargée du rafraîchissemen du rappor cyclique Foncion d'iniialisaion du "Timer 1" /********************************************************************* Funcion : void IniTMR1(void) Descripion : Iniialisaion du Timer 1 (Timer A) pour provoquer une inerrupion à ryhme régulier (RTI). Noe : le ryhme es choisi pour obenir une fréquence des ransmissions des paramères sur TXD de 10Hz ********************************************************************/ void IniTMR1(void) T1CON=0x0010; // Foncionnemen coninu, horloge=fcy/8=2mhz TMR1=0; // Raz du compeur pour décaler la 1 inerrupion PR1=(FCY/8)/(10*NbDaTxd); // Fréquence RTI = 10Hz x NbDaTxd T1CONbis.TON=1;// Validaion imer 1 IFS0bis.T1IF=0;// Raz indicaeur Timer 1 IEC0bis.T1IE=1;// Validaion inerrupion Timer 1 (RTI) Foncion d'inerrupion "_T1Inerrup" Cee foncion es appelée à chaque boucle du compeur TMR1 du "Timer 1", soi "10*NbDaTxd" fois par seconde. La consane "NbDaTxd" vau 6 dans la version acuelle de l'applicaion VAE : le ryhme RTI es donc de 60 appels par seconde. Par ailleurs, cee foncion va donner une ceraine inerie à la commande d'éclairage : le rappor cyclique n'es pas affecé immédiaemen avec la valeur nominale mais l'aeindra progressivemen. Cee foncion de service ne sera peu-êre pas reenue dans la version finale. Pour ce faire, la foncion uilise 2 variables : "PWM_PushPull" : valeur finale du rappor cyclique (en fai Ton) "PWM_PP_Delay" : valeur acuelle de Ton qui évolue vers la valeur finale avec une pene déerminée. Ces variables représenen en fai la durée Ton en nombre de cycles Tcy. Le rappor cycle es facile à déduire, la période T éan consane (voir 2.2). /********************************************************************* Funcion : void _ISR _T1Inerrup (void) Descripion : Fréquence = 10Hz x NbDaTxd Traiemen : - Affecaion PWM éclairage avec inerie ********************************************************************/ void _ISR _T1Inerrup(void) TEST0=1; IFS0bis.T1IF=0; // Acquiemen inerrupion Comp_T1_TXD++; if (Comp_T1_TXD==NbDaTxd) Comp_T1_TXD=0; // Comp_T1_TXD modulo NbDaTxd Calc_PWM_Ecl(); // Calcul de PWM_PushPull pour obenir // la ension d'éclairage voulue (V_ECL) // Inerie du PWM de l'éclairage (pene = NbDaTxd x 60/seconde) BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 15/32

16 if (PWM_PushPull > PWM_PP_Delay) PWM_PP_Delay++; if (PWM_PushPull < PWM_PP_Delay) PWM_PP_Delay--; // Affecaion des regisres PWM //OC3R=PWM_PP_Delay; // Sorie inversée //OC4R=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie inversée OC3RS=PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée OC4RS=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée TEST0=0; Commenaires : La variable "Comp_T1_TXD" es incrémenée modulo "NbDaTxd" (6) à chaque appel de la foncion. L'opéraion modulo es simplemen obenue en comparan la valeur de "Comp_T1_TXD" à "NbDaTxd" juse après son incrémenaion e en l'affecan à 0 en cas d'égalié. Cee mise à 0 es donc faie 10 fois pas seconde. Ce ryhme es suffisan pour recalculer le nouveau rappor cyclique si la ension baerie a évolué : la mise à 0 es donc suivie de l'appel à la foncion "Calc_PWM_Ecl" qui calcule la nouvelle valeur de "PWM_PushPull" en uilisan la formule du 1.3 (voir aussi le ci-dessous) La variable "PWM_PP_Delay" es incrémenée ou décrémenée à chaque inerrupion pour "raraper" la variable "PWM_PushPull". Les regisres OC3RS e OC4RS son finalemen affecés par la valeur acuelle de "PWM_PP_Delay" pour rafraîchir le rappor cyclique. Le signal TEST0 perme d'observer à l'oscilloscope les phases d'acivié de la foncion "_T1Inerrup" Noe : la foncion "Calc_PWM_Ecl" nécessie beaucoup de emps CPU pour calculer la valeur "PWM_PushPull", en raison noammen d'une opéraion de division. C'es pourquoi elle n'es appelée que 10 fois par seconde e non à chaque inerrupion. Ce ryhme es largemen suffisan car la ension baerie varie relaivemen lenemen Foncion "Calc_PWM_Ecl" /********************************************************************* Funcion: void Calc_PWM_Ecl(void) Descripion : Calcul du rappor cyclique PWM_PushPull pour obenir la ension V_ECL en foncion de la ension VBAT Appelée régulièremen par "_T1Inerrup" Traiemen : PWM_PushPull=(PARAMCONT.V_ECL x Periode_PushPullxK_PWM)/(VBAT) Le résula es limié en valeurs haue e basse pour obenir des rappors cycliques convenables ********************************************************************/ #define K_PWM 20 void Calc_PWM_Ecl(void) // Affecaion des regisres PWM de OC3 e OC4 avec inerie if (PiloCon.Eclairage) // Commande d'éclairage du TdB? // Oui : aciver l'éclairage if (VBAT > 483) // Soi 24V // VBAT > 24V : acivaion de l'éclairage PWM_PushPull=(unsigned in)(paramcont.v_ecl*periode_pushpull*k_pwm)/vbat; if (PWM_PushPull>((Periode_PushPull/2)-2)) PWM_PushPull=(Periode_PushPull/2)-2; if (PWM_PushPull<2) PWM_PushPull=2; Flags.Eclairage_ON=1; // Eclairage ON else // VBAT < 24V : pas d'éclairage si la baerie es déchargée PWM_PushPull=2; // Consigne de rappor cyclique presque nulle Flags.Eclairage_ON=0; // Eclairage OFF else // Non : couper l'éclairage PWM_PushPull=2; // Consigne de rappor cyclique presque nulle BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 16/32

17 Flags.Eclairage_ON=0; // Eclairage OFF Commenaires : Le champ "V_ECL" de la variable "PARAMCONT" es la consigne de ension d'éclairage : soi les valeurs 6 ou 12, pour 6V ou 12V. Le champ "Eclairage" de la variable "PiloCon" es la commande d'éclairage : 0 éclairage coupé, 0 éclairage opéraionnel. Ce champ es affecé dans la boucle sans fin de la foncion "main". Si "PiloCon.Eclairage" = 0 : la consigne de rappor cyclique es affecée avec 2, soi un rappor cyclique de 2/256 = 0,78%. On évie la valeur 0 pour écarer ou risque d'aléas dans les srucures "Oupu Compare". Cela pourra êre modifié dans la version finale à l'issue des essais. Si "PiloCon.Eclairage" 0 : Si la ension baerie es inférieure à 24V (baerie déchargée) : l'éclairage rese éein Dans le cas conraire, il fau respecer VSmoy Ton T pour que V E Smoy ai la valeur voulue. La ension de baerie E es mesurée via un pon diviseur "2,4K-22K" par le CAN du dspic. On en 2,4 dédui : VBAT E E 20, ,4 AV 1024 e VSmoy Ton T 20, 144 avec AV DD VBAT DD =5V Or Ton TCY PWM_PushPull e T TCY Periode_PushPull soi PWM_PushPull Periode_PushPull V Smoy 20,144 VBAT On idenifie la relaion uilisée dans la foncion en noan que K_PWM vau 20. C'es la valeur enière la plus proche, l'erreur es négligeable compe enu de la précision recherchée. La valeur de "PWM_PushPull" es alors limiée en valeurs haue e basse pour assurer un bon foncionnemen du converisseur push-pull : valeur mini = 2 pour écarer ou risque d'aléas dans les srucures "Oupu Compare". Cela pourra êre modifié dans la version finale à l'issue des essais valeur max = "Periode_PushPull"-2 pour obenir un emps mor minimum de 2 périodes Tcy. 4. Proecion conre les surinensiés Cee foncion es indispensable pour prévenir une desrucion de composan (en pariculier les ransisors du push-pull) e aussi sopper une desrucion en chaîne en cas d'anomalie de foncionnemen. Celle-ci peu, par exemple, êre provoquée par un cour-circui sur le câblage de l'éclairage. La proecion es réalisée par une srucure mixe : Maérielle : T1 T2 R? 0R22 R? 10K C? 4n U?C V+ C V FLT_ECL VREF R? 10K R? xxx C? 4n7 BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 17/32

18 La résisance de 0,22 perme d'avoir une image du couran insanané dans les ransisors du push-pull. Le filre RC qui sui aénue les poines de couran rès coures e non dangereuses. L'amplificaeur opéraionnel déece oue surinensié en comparan l'image du couran à un seuil fixe. Le signal logique "FLT_ECL" es mis à l'éa bas en cas de surinensié. Logicielle : le signal "FLT_ECL" es relié à l'enrée INT2 du dspic. Cee enrée es configurée pour provoquer une inerrupion de priorié maximum aux flancs descendans. La foncion correspondane es chargée de bloquer les 2 ransisors du push-pull le plus rapidemen possible, sans aendre la fin du cycle PWM en cours. 4.1 Configuraion de l'inerrupion INT2 L'inerrupion INT2 es configurée à la fin de la foncion "IniPushPull" vue au /******************************************************************* Funcion: void IniPushPull(void) Descripion: Iniialisaion OC3 e OC4 pour piloer push pull éclairage - Période = 16µS - Rappor cyclique : 0%=0 50%=Pediode_PushPull/2 - Proecion par l'enrée d'inerrupion INT2 (acive aux flancs descend.) -> sories mises en Hiz (il fau des résisances "pull-up" ou "down") ********************************************************************/ void IniPushPull(void) // Iniialisaion inerrupion INT2 INTCON2bis.INT2EP=1; // Inerrupion aux flancs descendans IFS1bis.INT2IF=0; // Raz de l'indicaeur d'inerrupion IPC5bis.INT2IP=7; // Priorié maximum Les commenaires dans le source son suffisammen clairs. 4.2 Foncion d'inerrupion "_INT2Inerrup" Cee foncion es chargée de bloquer les 2 ransisors du push-pull le plus rapidemen possible, sans aendre la fin du cycle PWM en cours. /********************************************************************* Funcion: void _ISR _INT2Inerrup (void) Descripion : Programme d'inerrupion déclenché à l'acivaion de l'enrée INT2, soi à la déecion d'une surinensié - INT2 acive aux flancs descendans - Sories OC3 e OC4 mises en Hiz (il fau des résisances "pull-up") ********************************************************************/ void _ISR _INT2Inerrup (void) OC3CON=0; // Arrê sorie PWM sur OC3 par Hiz OC4CON=0; // Arrê sorie PWM sur OC4 par Hiz Flags.Eclairage_ON=0; // Eclairage OFF IFS1bis.INT2IF=0; // Raz de l'indicaeur d'inerrupion L'opéraion es simplemen réalisée par un arrê des foncions OC3 e OC4. Les pors correspondans (RD2 e RD3) rerouven leur configuraion iniiale : 2 enrées. Grâce aux résisances de "pull-down" (voir schéma du 2.2.3), les niveaux logiques de OC3/RD2 e OC4/RD3 passen immédiaemen à "0". Amélioraion : Cee foncion ne pourra pas êre uilisée elle quelle dans l'applicaion VAE. En effe, aucune procédure n'es prévue pour ré-iniialiser les srucures OC si la cause de la défaillance a disparu. Il faudra prévoir 2 modes de proecion : Lors des premières défaillances, l'éclairage es réabli auomaiquemen après un cour délai (1/10s par exemple) Si la défaillance persise après plusieurs réablissemens (5 par exemple), la coupure devien définiive jusqu'à un réamorçage manuel de l'uilisaeur. BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 18/32

19 5. Foncion "main" dspic30f3011 PWM "push-pull" avec les srucures Oupu Compare /***************************** * Programme principal * ******************************/ in main (void) U2MODE=0; // Inhiber l'uart à cause du booloader TEST0_Dir=0; // Signal TEST0 en sorie TEST1_Dir=0; // Signal TEST1 en sorie IniTMR1(); // Iniialisaion Timer 1 pour RTI IniMCPWM(); // Iniialisaion PWM IniADC10(); // Iniialisaion ADC 10 bis IniPushPull(); // Iniialisa. des 2 O.C. uilisés pour piloer le push-pull // de l'éclairage ainsi que le Timer 2 // Inerrupion INT2 pour PWM éclairage IFS1bis.INT2IF=0; // Raz de l'indicaeur d'inerrupion INT2 IEC1bis.INT2IE=1; // Inerrupions INT2 validées PARAMCONT.V_ECL=12; // Pour éclairage 12V while (1) if (POT_Pos > 527) PiloCon.Eclairage=1; else PiloCon.Eclairage=0; ; La foncion réalise : oues les iniialisaions nécessaires au foncionnemen de l'éclairage, fixe la consigne d'éclairage à 12V, puis enre dans une boucle sans fin qui déermine simplemen l'éa de l'éclairage en foncion de la posiion de la poignée de gaz (le seuil 527 correspond environ au milieu de la course). BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 19/32

20 6. Relevés dspic30f3011 PWM "push-pull" avec les srucures Oupu Compare La configuraion des 2 srucures "Oupu Compare" a déjà éé validée au Il rese donc à vérifier : le bon foncionnemen du CAN 10 bis : fréquence d'échanillonnage e muliplexage la configuraion du "Timer 1" e la foncion d'inerrupion "_T1Inerrup" la commande de l'éclairage avec la poignée de gaz les rappors cycliques min e max e les emps mors la foncion d'inerie sur la commande du rappor cyclique la foncion de régulaion de la ension d'éclairage la foncion de proecion 6.1 CAN 10 bis La fréquence d'échanillonnage es simplemen conrôlée en observan le signal TEST1 à l'oscilloscope. En effe, la foncion d'inerrupion "_ADCInerrup" es appelée après la conversion des 4 canaux du CAN e elle compore les 2 insrucions qui provoquen une impulsion sur TEST1 (voir 3.1.3). TEST1 La fréquence es mesurée avec la foncion "fréquencemère" de l'oscilloscope RIGOL, donc avec une bonne précision (0,1%). La valeur de 4,9912kHz es parfaiemen correce : elle correspond bien au 1/4 de la fréquence PWM des signaux du moeur, rappor choisi dans la foncion "IniMCPWM" (F PWMmoeur = 20kHz). La foncion muliplexage es plus difficile à vérifier de façon expérimenale. On se conenera ici d'une simulaion sous MPLAB. La confirmaion expérimenale sera faie lors de la vérificaion de la foncion de régulaion de la ension d'éclairage. Configuraion de MPLAB : Edier un fichier exe (par exemple "Simuli_CAN.x") avec une suie de valeurs (par exemple ec.). Ces valeurs seron les résulas successifs du CAN 10 bis lors de la simulaion : ADCBUF0 à ADCBUF3 son affecés par les 4 valeurs suivanes à chaque inerrupion. Ouvrir une fenêre de simuli : "Debugger/Simulus/New Workbook" : Dans l'ongle "Regiser Injecion" : associer le fichier "Simuli_CAN.x" au regisre "ADCBUF0". Ce regisre sera affecé avec les valeurs successives du fichier à chaque fin de conversion du CAN 10 bis. BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 20/32

21 Cliquer sur "Apply" pour que cee associaion soi prise en compe Placer un poin d'arrê sur la première ligne de la foncion "_ADCInerrup" Il suffi alors de lancer le programme e de vérifier l'affecaion des bis "CH0SA" du regisre "ADCHS" qui sélecionnen les enrées analogiques "VBAT" e de la poignée de gaz. Cela devrai affecer alernaivemen les variables "VBAT" e "POT_Pos" avec les valeurs du fichier de simuli (1 sur 4). 6.2 Configuraion du "Timer 1" e foncion "_T1Inerrup" Il s'agi de vérifier la fréquence d'acivaion de la foncion "_T1Inerrup". Le signal TEST0 es affecé dans cee foncion dans ce bu. Ce es es réalisé pour 2 versions de "_T1Inerrup" : Version 1 : void _ISR _T1Inerrup(void) TEST0=1; IFS0bis.T1IF=0; // Acquiemen inerrupion Comp_T1_TXD++; if (Comp_T1_TXD==NbDaTxd) Comp_T1_TXD=0; // Comp_T1_TXD modulo NbDaTxd ec. La fréquence de TEST0 doi êre de 60Hz (avec NbDaTxd=6), ce qui es vérifié dans le relevé cidessous : TEST0 BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 21/32

22 Version 2 : void _ISR _T1Inerrup(void) IFS0bis.T1IF=0; // Acquiemen inerrupion Comp_T1_TXD++; if (Comp_T1_TXD==NbDaTxd) TEST0=1; Comp_T1_TXD=0; // Comp_T1_TXD modulo NbDaTxd ec. On vérifie ici le bon foncionnemen du compeur "Comp_T1_TXD" modulo "NbDaTxd". La fréquence de TEST0 doi êre de 10Hz (avec NbDaTxd=6), ce qui es vérifié dans le relevé ci-dessous : TEST0 Les aures opéraions de "_T1Inerrup" son esées dans les paragraphes suivans. 6.3 Commande de l'éclairage Cee opéraion es réalisée dans la boucle sans fin de la foncion "main". La variable "POT_Pos" représene la posiion de la poignée de gaz. Celle-ci fourni une ension coninue comprise enre 0,87V e 4,28V, ce qui correspond à des valeurs de "POT_Pos" comprises enre 178 e 876. Le seuil 527 correspond bien au milieu de la course. La vérificaion expérimenale es réalisée en modifian légèremen la boucle sans fin de la foncion "main" : while (1) if (POT_Pos > 527) PiloCon.Eclairage=1; TEST1=1; else PiloCon.Eclairage=0; TEST1=0; ; Il fau bien enendu supprimer oues les aures affecaions de TEST1 dans le programme. Une observaion de l'éa de TEST1 confirme le bon foncionnemen de la commande d'éclairage : changemen d'éa au milieu de la course de la poignée, soi pour une ension de 2,56V (valeur héorique de "POT_Po" = 1024*2,56/5 = 524 : CQFD) BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 22/32

23 6.4 Les rappors cycliques min e max e les emps mors La foncion d'inerrupion es normalemen chargée de calculer le rappor cyclique. Ce calcul es inhibé dans ce es pour affecer le rappor cyclique direcemen avec les valeurs min e max. Foncion "_T1Inerrup" modifiée : void _ISR _T1Inerrup(void) IFS0bis.T1IF=0; // Acquiemen inerrupion Comp_T1_TXD++; if (Comp_T1_TXD==NbDaTxd) Comp_T1_TXD=0; // Comp_T1_TXD modulo NbDaTxd PWM_PushPull=2; // Rappor cyclique minimum //PWM_PushPull=(Periode_PushPull/2)-2; // Rappor cyclique maximum //Calc_PWM_Ecl(); // Calcul de PWM_PushPull pour obenir // la ension d'éclairage voulue (V_ECL) // Inerie du PWM de l'éclairage (pene = NbDaTxd x 60/seconde) if (PWM_PushPull > PWM_PP_Delay) PWM_PP_Delay++; if (PWM_PushPull < PWM_PP_Delay) PWM_PP_Delay--; // Affecaion des regisres PWM //OC3R=PWM_PP_Delay; // Sorie inversée //OC4R=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie inversée OC3RS=PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée OC4RS=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée L'appel de la foncion "Calc_PWM_Ecl" es inhibé en plaçan la ligne en commenaires. On ajoue alors la ligne "PWM_PushPull=2;" ou la ligne "PWM_PushPull=(Periode_PushPull/2)-2;" suivan le relevé à effecuer. Rappor cyclique minimum : OC3 OC4 BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 23/32

24 Un zoom sur les impulsions confirme la durée minimum (par exemple sur OC3): 125nS = 2.Tcy = 2/16MHz OC3 Rappor cyclique maximum : OC3 OC4 Un zoom sur les changemens d'éas confirme la durée du emps mor (les 2 ransisors bloqués) : 125nS = 2.Tcy = 2/16MHz Le emps mor peu êre rallongé en cas de besoin (ransisors rès lens). BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 24/32

25 6.5 Inerie sur la commande de rappor cyclique Il s'agi de vérifier les penes monanes e descendanes e les foncions de limiaion. La foncion d'inerrupion es une nouvelle fois modifiée pour réaliser ces ess. void _ISR _T1Inerrup(void) IFS0bis.T1IF=0; // Acquiemen inerrupion Comp_T1_TXD++; if (Comp_T1_TXD==NbDaTxd) Comp_T1_TXD=0; // Comp_T1_TXD modulo NbDaTxd if (PiloCon.Eclairage) // Commande d'éclairage du TdB? PWM_PushPull=(Periode_PushPull/2)+2;//Rappor cycl. supérieur au max. else PWM_PushPull=0; // Rappor cyclique inférieur au minimum if (PWM_PushPull>((Periode_PushPull/2)-2)) PWM_PushPull=(Periode_PushPull/2)-2; if (PWM_PushPull<2) PWM_PushPull=2; //Calc_PWM_Ecl(); // Calcul de PWM_PushPull pour obenir // la ension d'éclairage voulue (V_ECL) // Inerie du PWM de l'éclairage (pene = NbDaTxd x 60/seconde) if (PWM_PushPull > PWM_PP_Delay) PWM_PP_Delay++; if (PWM_PushPull < PWM_PP_Delay) PWM_PP_Delay--; // Affecaion des regisres PWM //OC3R=PWM_PP_Delay; // Sorie inversée //OC4R=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie inversée OC3RS=PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée OC4RS=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée L'appel de la foncion "Calc_PWM_Ecl" es inhibé en plaçan la ligne en commenaires. Elle es remplacée par un es de la commande d'éclairage ("PiloCon.Eclairage") don le résula déermine la valeur de la consigne "PWM_PushPull". Les 2 valeurs possibles on éé choisies volonairemen au-delà des valeurs min e max normales pour vérifier les foncions de limiaion. Mode opéraoire : On observe les rappors cycliques de OC3 e OC4 à l'oscilloscope. En agissan sur la poignée, on chronomère le emps passé quand le rappor cyclique passe du minimum au maximum, e inversemen. On mesure 2 secondes environ Théoriquemen, la durée Ton en nombre de cycle Tcy évolue enre 2 (minimum) e 126 (maximum). La viesse d'incrémenaion devrai êre de 60 par seconde : les durées mesurées devraien êre donc égales à 2,07 secondes. CQFD. On vérifie aussi les durées Ton de buée : minimum : 125nS, soi 2 cycles Tcy maximum : emps mor = 125nS, soi Ton max = cycles Tcy BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 25/32

26 6.6 Régulaion de la ension d'éclairage Il ne s'agi pas d'une vraie régulaion : la foncion "Calc_PWM_Ecl" calcule le rappor cyclique nécessaire pour obenir la ension d'éclairage choisie (12V ou 6V) en foncion de la ension baerie (voir 3). Pour vérifier cee foncion, on simule la ension baerie avec une alimenaion de laboraoire e on l'applique sur le dspic via un pon diviseur suivan le schéma suivan : MCLR VDD VSS AVSS AVDD dspic30f3011 VBAT R? 22K RB0/CN2/VREF+/AN0/EMUD3 RB1/CN3/VREF-/AN1/EMUC3 RB2/CN4/SS1/AN2 RB3/CN5/INDX/AN3 RB4/CN6/IC7/QEA/AN4 RB5/CN7/IC8/QEB/AN5 RB6/OCFA/AN6 RB7/AN7 RB8/AN8 PWM1L/RE0 PWM1H/RE1 PWM2L/RE2 PWM2H/RE3 PWM3L/RE4 PWM3H/RE5 FLTA/INT0/RE R? 2K4 C? nF16 13 RC13/CN1/U1ATX/T2CK/SOSCI/EMUD1 RF0 RC14/CN0/U1ARX/T1CK/SOSCO/EMUC1 RF1 PGC/EMUC/U1RX/SDI1/SDA/RF2 PGD/EMUD/U1TX/SDO1/SCL/RF3 U2RX/CN17/RF4 U2TX/CN18/RF5 OSC1/CLKI SCK1/RF RC15/OSC2/CLKO EMUC2/OC1/IC1/INT1/RD0 EMUD2/OC2/IC2/INT2/RD1 OC3/RD2 OC4/RD3 IC? dspic30f3011 On mesure alors la ension baerie e le rappor cyclique sur plusieurs poins pour vérifier la relaion de dépendance. PARAMCONT.V_ECL 6 12 VBAT=E Ton (µs) Vsmoy héo. VBAT=E Vsmoy héo. Ton (µs) 24V 3,75 5,63V 24V 11,34V 7,56 25V 3,62 5,65V 25V 11,31V 7,24 26V 3,47 5,64V 26V 11,34V 6,98 27V 3,31 5,59V 27V 11,27V 6,68 28V 3,22 5,64V 28V 11,34V 6,48 29V 3,12 5,65V 29V 11,33V 6,25 30V 3 5,63V 30V 11,25V 6 31V 2,87 5,56V 31V 11,24V 5,8 32V 2,81 5,62V 32V 11,24V 5,62 Conclusion : la sabilisaion es efficace. L'erreur consane consaée (5 à 6%) es due au pon diviseur de VBAT qui n'uilise pas exacemen des résisances de précision. Noe : ce relevé devra êre compléé par une mesure direce de la ension d'éclairage VSmoy sur la maquee e/ou le prooype. BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 26/

27 6.7 Proecion conre les surinensié On provoque une informaion de surinensié en forçan l'enrée INT2 à l'éa bas (les relevés son réalisés sur une maquee qui ne compore pas la srucure du 4). L'oscilloscope es déclenché au de INT2 e on observe OC3 e OC4. OC3 OC4 On consae l'acion rès rapide du signal de surinensié (1µS environ après l'insan de déclenchemen) qui place les signaux OC3 e OC4 dans leurs éas de repos (ransisors du push-pull bloqués). Aenion : ce programme de ess uilise rès peu d'inerrupions. Elles seron beaucoup plus nombreuses dans l'applicaion VAE : il faudra répéer ce es pour vérifier la haue priorié de l'inerrupion INT2 pour permere sa prise en compe rapide. BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 27/32

28 7. Relevés sur maquee DEFO Modificaions : Pon diviseur VBAT : 2K2/56K K_PWM = 9 (voir 3.2.3) L1 e L2 = 100µH/1200mA (Farnell ) pour indisponibilié des composans prévus Ajou d'une résisance pull-up de 5K6 sur FLT_ECL pour fixer un éa de repos "1" si IC4 non soudé Condiions : VCC=12V Régulaeur 5V de la care Tous les relevés avec sondes 1/10 (en choisissan le bon GND) 7.1 Rappors cycliques fixes La fin de la foncion "_T1Inerrup" es modifiée comme sui : // Affecaion des regisres PWM // OC2RS=PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée // OC3RS=Periode_PushPull/2+PWM_PP_Delay; // Sorie non inversée OC2RS=Periode_PushPull/4; // Sorie non inversée OC3RS=Periode_PushPull/2+Periode_PushPull/4; // Sorie non inversée On produi ainsi 2 signaux PWM de rappor cyclique fixe de 25% PWM1ECL e PWM2ECL Les signaux son conformes aux aenes : période = 16µS rappor cyclique = 25% déphasage de 8µS (1/2 période) enre les 2 signaux PT8 e PT9 Conformes : niveaux H = 12V Resen à mesurer les emps de commuaion BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 28/32

29 7.1.3 PT5 e PT6 dspic30f3011 PWM "push-pull" avec les srucures Oupu Compare Condiions : VBAT = 35V, charge = 27 Temps de conducion = 4µS (25%) Conformes à la simulaion : niveau "L" (qd le MOS concerné condui) = 0V niveau inermédiaire : VBAT=35V (les 2 MOS bloqués) niveau H (qd l'aure MOS condui) = 70V (2xVBAT) Les oscillaions parasies peuven êre aénuées avec les réseaux C20-R8 e C19-R7 non câblés PT9 e PT6 Mêmes condiions VDS2 es bien nulle qd T2 es commandé PT6 e PT7 Mêmes condiions En ignoran les oscillaions parasies, on relève une pene de 50mV/2µS, soi 230mA/2µS (R12=0,22 ). La pene héorique devrai êre de ((VBATx(N2/N1)-VS)/L1)x(N2/N1) = (35x(1/2)-8,66)/100µH)x(1/2) = BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 29/32

30 7.1.6 Cahodes de D1 e D2 e PT6 On relève le niveau H au secondaire e en aval des diodes : 18V environ. C'es conforme (héorie : VBAT/2 chue de ension diode) Ondulaions VS e PT6 En ignoran les oscillaions HF, l'ondulaion c.c. es de 30mV environ. Parfai, compe-enu de l'usage en éclairage 7.2 Régulaion de VS On supprime les lignes de programme fixan le rappor cyclique à 25% pour vérifier la foncion de régulaion. Compe enu de l'équipemen disponible (alim limiée à 35V), on a choisi une consigne de 6V ("PARAMCONT.V_ECL=6;" dans la foncion "main"). Condiions : Charge = 10 BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 30/32

31 7.2.1 PT6 e PT7 Condiions : VBAT = 35V Charge = 10 Le couran max aein 150mV/0,22 =0,68A (il sera plus faible avec une consigne 12V e la même puissance, mais il augmene si VBAT diminue). Ce couran max es compaible avec les ransisors MOS Ondulaions VS e PT6 L'ondulaion c.c. es de 30mV environ (en ignoran les oscillaions HF) Performance de la régulaion On relève les poins suivans : VBAT (V) 24,86 27, ,09 VS (V) 6,49 6,49 6,46 6,48 6,42 6,45 6,45 Rappor cy. 28,5% 26% 24% 22,5% 21% 20% 18,5% La régulaion es parfaie pour l'éclairage Les ess doiven êre compléés pour des ensions VBAT plus grandes Noe : le logiciel coupe l'éclairage si VBAT < 24V 7.3 Rendemens Les résulas ci-dessous son rès approximaifs compe enu des insrumens uilisés (galvanomère de l'alim). VBAT = 35V,charge = 10, rappor cyclique = 25% : Iba = 200mA, VS=8,14V, IS=0,81A =(8,14x0,81)/(35x0,2)=94% Très bon : à vérifier BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 31/32

32 SOMMAIRE 1. ÉTUDE DU CONVERTISSEUR DC-DC "PUSH-PULL" CAHIER DES CHARGES SCHÉMA SIMPLIFIÉ CHRONOGRAMMES TYPIQUES (AVEC DES COMPOSANTS PARFAITS) : CHOIX DE LA PÉRIODE T PRODUCTION DES SIGNAUX DE COMMANDE CARACTÉRISTIQUES DES SIGNAUX DE COMMANDE CONFIGURATION DU MICROCONTROLEUR DSPIC Foncion d'iniialisaion "IniPushPull" Schéma simplifié des srucures OC3 e OC4 configurées par "IniPushPull" Déroulemen de la foncion "IniPushPull" Relevés expérimenaux RÉGULATION DE LA TENSION DE SORTIE DU CONVERTISSEUR CONVERSION A/N Foncion d'iniialisaion du CAN 10 bis Foncion d'iniialisaion du module moeur PWM Foncion d'inerrupion "_ADCInerrup" COMMANDE DU RAPPORT CYCLIQUE Foncion d'iniialisaion du "Timer 1" Foncion d'inerrupion "_T1Inerrup" Foncion "Calc_PWM_Ecl" PROTECTION CONTRE LES SURINTENSITÉS CONFIGURATION DE L'INTERRUPTION INT FONCTION D'INTERRUPTION "_INT2INTERRUPT" FONCTION "MAIN" RELEVÉS CAN 10 BITS CONFIGURATION DU "TIMER 1" ET FONCTION "_T1INTERRUPT" COMMANDE DE L'ÉCLAIRAGE LES RAPPORTS CYCLIQUES MIN ET MAX ET LES TEMPS MORTS INERTIE SUR LA COMMANDE DE RAPPORT CYCLIQUE RÉGULATION DE LA TENSION D'ÉCLAIRAGE PROTECTION CONTRE LES SURINTENSITÉ RELEVÉS SUR MAQUETTE DEFO RAPPORTS CYCLIQUES FIXES PWM1ECL e PWM2ECL PT8 e PT PT5 e PT PT9 e PT PT6 e PT Cahodes de D1 e D2 e PT Ondulaions VS e PT RÉGULATION DE VS PT6 e PT Ondulaions VS e PT Performance de la régulaion RENDEMENTS BTS SE Sysèmes élecroniques Académie de Srasbourg CREMMEL Marcel 18/05/07 Page 32/32

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