Jämna ut PWM, bästa metod?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
linen
Inlägg: 47
Blev medlem: 3 augusti 2004, 13:20:45

Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av linen »

Jag har precis installerat lite Z-wave grejer från Fibaro hemma. Med deras PWM:ade lågspänningsdimmer (RGBW-dimmern) styr jag 3 stycken 12V glödlampor. Problemet är att PWM:en får det att surra om lamporna. Det är inte transformatorn som surrar utan glödlamporna. PWM-frekvensen i dimmern är 244 Hz, och med hjälp av en tongenerator kunde jag konstatera att det lät lika dant.

Ljudet är värst när lamporna startar och på låg effekt. Jag tolkar det som att glödtrådarna då är så svala att dom kan vibrera i takt med frekvensen, medan de med högre effekt aldrig hinner svalna av tillräckligt mellan pulserna.

Vilka metoder kan man använda för att jämna ut PWM-signalen? Kondensator? Spole?

Spänningen är 12V, PWM:en 244Hz och lasten är 3x15W.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26622
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av Icecap »

Jag är ganska säker på att det inte är själva glödlampan som låter! Jag kan dock tro att ledningarna till sockeln kan surra pga. 244Hz om de är i närheten av metall.

Men ska det dämpas blir det svårare pga. den låga frekvens. En bra lösning är en induktans - men den har en stor nackdel: induktansen ska vara ganska stor för att dämpa strömpulserna och du måste ha en snubberdiod för att inte drivsteget ska blåsas.

En stor induktans som klarar strömmen blir fysisk stor, tung och dyr.

Jag hade istället kollat om det får att montera LED istället, de utvecklar inte värmen, tål dimning bättre, är mer effektiva och ska "aldrig" bytas.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20477
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av 4kTRB »

Vill du omvandla pulståget till en likspänning?
Då får du integrera pulståget.
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9240
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av jesse »

Ett filter skulle kunna bestå av en spole i serie (ca 10-100 mH, 4A) en kondensator parallellt med lasten (1000µF, 25V) samt en frihjulsdiod från jord till pwm-utgången för att en jämn ström ska kunna gå utan avbrott.

Problemet med ett sådant filter är att spolen blir stor och dyr och att kondensatorn måste ha lågt inre motstånd och tåla en viss ström.
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9240
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av jesse »

En omväg skulle kunna vara en krets som mäter duty-cykeln på PWM-signalen och sedan skickar ut en annan PWM-signal med samma DC, men med 100-1000 gånger högre frekvens. Då blir filtret mindre.
Användarvisningsbild
4kTRB
Inlägg: 20477
Blev medlem: 16 augusti 2009, 19:04:48

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av 4kTRB »

blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av blueint »

Så med kondensator parallellt med lasten, induktans i serie och diod som backspänningsspärr ska det fungera? kanske en RC-snubber också borde kopplas in? behövs den större kapacitansen?

Huvudtricket här är nog att definitivt öka PWM frekvensen rejält och använda serieinduktans för att jämna ut det hela för laster med behov av konstantström. Medan laster i behov av konstantspänning bör ha kapacitans i parallell.
Borre
Inlägg: 4605
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av Borre »

Inte som backspänningsspärr utan frihjulsdiod, kopplas mellan jord och innan induktansen. Det blir en "vanlig" buck/step-down.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26622
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av Icecap »

Kondensatorn behövs inte!
linen
Inlägg: 47
Blev medlem: 3 augusti 2004, 13:20:45

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av linen »

Tack för alla tips! Jag kanske ska börja med att försöka lista ut precis vart i lamp-montaget ljudet kommer ifrån. Kommer det inte inifrån lampan kanske det kan dämpas mekaniskt, till exempel genom att jag löder fast lamporna.

För att ni ska förstå vilken sorts lampa det handlar om bifogar jag en bild :) Som ni ser är det inte aktuellt att byta till LED, det skulle förstöra poängen litegrann... Normalt kör jag lamporna så lågt dimmade att dom glöder svagt. Mysigt stämningsljus!
P2151028.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
jesse
Inlägg: 9240
Blev medlem: 10 september 2007, 12:03:55
Ort: Alingsås

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av jesse »

Icecap skrev:Kondensatorn behövs inte!
Det beror ju på hur jämn utspänning man vill ha. Den gör sin del av jobbet. Det är effektivare med ett LC-filter än bara L - spolen blir väldigt stor annars. Framför allt de höga frekvenserna i ripplet sänks effektivare.

Exempel: Du har en PWM på 12 volt, 244 Hz, 50% dutycykel. Haka på ett LC filter med värdena 67mH och 1000µF - last på ca 10 watt (vid 50% DC) så får du ett rippel på ca 90mV - sinuskurva! Tar du bort kondensatorn blir ripplet ca 600mV, dessutom väldigt många övertoner på höga frekvenser eftersom det blir en trekantsvåg.

För att minska ripplet till 90mVt med enbart L så måste du gå upp till 400 mH - men då har du fortfarande alla övertonerna kvar. Och 400mH blir en väldigt stor och dyr induktans om den ska klara ett par ampere.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26622
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av Icecap »

Det är inte frågan om att skapa en DC! Det är frågan om att dämpa ljudet och då räcker det rikligt att minska pulsströmmen!

Men nu, där en mycket viktig del av det hela är avslöjad, känner jag mig ganska säker på att ljudet kommer från infästningen av glödlampan. Specifikt rör det sig om spiken vid mittkontakten.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av blueint »

Skulle man kanske kunna reglera styrkan med en transformator i serie vars andra lindning får varierad DC genom sig?
Så slipper man mycket av de switchade nackdelarna.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26622
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av Icecap »

Om hela dimningen ändå ska göras om ville det vara bättre att höja PWM-frekvensen en hel del.
linen
Inlägg: 47
Blev medlem: 3 augusti 2004, 13:20:45

Re: Jämna ut PWM, bästa metod?

Inlägg av linen »

Jag gjorde ett enkelt test - stoppade en av glödlamporna i en vanlig E27-sockel istället. Ljudet försvann då nästan helt och hållet. Jag tror alltså att Icecap har rätt, det låter från infästningen. Jag testade också att pressa med fingrarna och då blev det tystare.
Finns nog risk att det blir resonans i träskivan också.
Ser alltså två lösningar: fixa PWM:en eller mekaniskt dämpa på något sätt.
Att dämpa mekaniskt tror jag kan vara knepigt. Jag skulle möjligen kunna testa att löda fast glödlamporna i spikarna, men jag tror att vibrationerna kanske då blir ännu värre.
Elektronik, well, kan inte påstå att jag blivit mycket klokare på vad jag ska löda ihop efter den här tråden :)
Skriv svar