[Pat 0]

Есть система освещения состоящая из 2 или 4 галогенных автомобильных ламп 55Вт 12В.

Есть регулятор который управляет мощностью ламп ШИМ 100Гц.

Задача определить короткое замыкание на это линии при включении.

 

Вроде как все примитивно, но вот с определением КЗ есть сложности.

Лампы включенные параллельно в холодном состоянии практически и есть КЗ.

 

Схема управления следующая, ключевой транзистор используется в качестве шунта, с него снимаем сигнал и через операционник подключаем на компаратор МК.

Этот компаратор воздействует на OCREF таймера, ЦАПа нету поэтому задать уровень срабатывания компаратора в широких пределах не получается. Там есть несколько вариантов.

 

Измерения тока в момент включения происходит следующим образом.

 

Запускаем ШИМ (запускаем таймер), открывается ключевой транзистор, ток начинает течь через лампочку и в какой то момент сработает компаратор.

После чего выход таймера отключается, ключевой транзистор закрывается.

Мы же фиксируем значение до которого досчитал таймер.

Чем меньше досчитал таймер тем больше был у нас ток.

Отсутствии КЗ ток лампочку будет разогревать и значения таймера увеличиваться, до момента когда ток уменьшиться настолько что перестанет срабатывать компаратор.

С одной стороны это хорошо для лампочек они медленно разогревается.

Но процесс этот не быстрый, выход на режим до 800 мс ( в зависимости сколько ламп подключено).

В начальные момент значения таймера при 2 соседних включениях таймера ШИМ измениться очень мало 0 — 2 единицы.

Мне нужно за несколько включений ( в идеале до 10) ключевого транзистора понять что на выходе лампы или КЗ.

У меня же получается гарантированно где-то за 30 включений.

 

При КЗ в начальные моменты картина очень похожа на поведение ламп.

 

Может есть на этот случай какой либо математический алгоритм?

 

Извините если не ясно описал свою проблему.

 

[варп 16]

Очевиден ещё  простой вариант - 

Максимальный ток, который потребляют лампочки Вам известен, и он не может быть больше определённой величины..., поэтому - 

...ШИМом производим ПЛАВНОЕ повышение напряжения и контролируем потребляемый ток. Что это даст? - при плавном нарастании напряжения большого броска тока не будет..., остаётся оценить ток при номинальном напряжении на лампочках - если превышения номинального тока нет, то и КЗ - нет...

---------------

Мне кажется, что в данном случае не целесообразно  без крайней нужды стремиться минимизировать время диагностики  - так можно загнать себя в угол и сделать задачу нерешаемой... 

Изменено 5 августа, 2021 пользователем варп

[vladec 7]

10 часов назад, Pat сказал:

Схема управления следующая, ключевой транзистор используется в качестве шунта, с него снимаем сигнал

Представляется, что зависимость падения напряжения на ключе сильно нелинейна и кроме того может иметь большой разброс, представляется, что лучше последовательно с ключем поставить маленький резистивный шунт и снимать напряжение уже с него.

[MM_Andrey 0]

Источник тока и измеряем напряжение. Есть номинальный ток, но нет нормального напряжения - кз.

[izerg 9]

13 hours ago, Pat said:

Может есть на этот случай какой либо математический алгоритм?

 

Почитайте, как работают ключи со встроенной защитой по току... например у Infineon.

Lamp Driving Capability of PROFET+

Smart High-Side Switches Application Note

У них в документации все  расписано, и графики и алгоритмы работы.

Иногда не стоит изобретать свою защиту, а проще поставить уже готовый ключ, со встроенной защитой. 

Снаружи считывать его параметры, некоторые ключи выдают свой статус, или позволяют мерять ток в нагрузке. 

Хотя ... плавная регулировка яркости, как выше написали - поставить регулируемый источник тока,  мерять напряжение на лампе. Но мерять не сразу по включению, а после времени прогрева ламп.

В любом случае, начать с измерений: включить лампу и измерить осциллографом как происходит процесс нагрева спиралей. Появятся цифры - время разогрева, максимальный ток в импульсе,... на них уже можно считать как делать защиту.

[Plain 168]

18 часов назад, Pat сказал:

4 галогенных ... 55Вт 12В ... регулятор ... управляет мощностью ламп ШИМ 100Гц

Может есть на этот случай какой либо математический алгоритм?

Есть, только не математический, а практический, избавляющий от такого варварства, и называется он "импульсный стабилизатор тока" — транзистор, диод и дроссель, 12 В 20 А для него вообще ни о чём.

[Plain 168]

Можно по теме предложить нечто среднее между линейной и импульсной схемой:

 

 

Т.е. это типой линейный источник тока, но вместо датчика-резистора — индуктивность, поэтому создаваемый ток не постоянный, а треугольный — соответственно, подключение нагрузки через обычный делитель ко входу защёлки таймера микроконтроллера создаёт измеритель "сопротивление нагрузки — интервал", потому что создаваемая ШИМ таймера МК развёртка тока, напряжение питания, и т.д., ему известны.

 

Подаваемые на вход IN интервалы требуется ограничить согласно паспортному графику ОБР выбираемого транзистора, поскольку он здесь работает в линейном режиме. ОУ может быть любым подходящим, а в качестве дросселя — отрезок провода.