Jump to content

    

Гальваноразвязка ОС напряжения выхода (HCNR200)

Всем привет!

Прорабатываю гальваноразвязку по обратной связи выходного напряжения для импульсных преобразователей. Вкратце структура машины такова (2 контура):

- основной ПИД-регулятор (по напряжению - контур №1) -> регуляторы тока преобразователей (несколько фаз мостовых инверторов в параллель - контур №2);

- основной ПИД-регулятор сигналом ошибки (по напряжению выхода) управляет преобразователями, для чьих регуляторов этот сигнал ошибки есть уставка. ОС для регуляторов преобразователей берется от LEM.

Нас интересует первый контур основного регулятора. ОС(Uвых) развязывается с помощью HCNR200. За основу взята схема из hcnr200_appnote:

 

image.png

 

Немного изменена (без транзистора в первичной цепи):

 

image.png

 

Имеют место быть помехи по каналу ОС, как следствие регулятор колбасит, в свою очередь имеем пульсации в токе преобразователей. Как бы их подуменьшить посильнее? Ниже приведены осциллограммы (желтый луч - основной регулятор, красный луч - ток одного из преобразователей).

 

SCRN0191.png

Здесь напряжение выхода ~100 В при токе нагрузки ~33 А. Развертка 2ms/кл.

Сигнал несколько зашумлен, но судя по всему ток повторяет форму выхода регулятора. Без гальваноразвязки намного все чище как в регулятора, так соответственно и в токе. Частота пульсаций порядка 500 Гц.

 

SCRN0196.png

Та же точка (мощность работы), только развертка для высокочастотной составляющей (порядка 50 кГц).

Здесь в токе пульсаций практически не видно, т.к. по входу регуляторов тока стоят RC-цепи, они и поджирают высокочастотный расколбас основного регулятора. Все же интересна их природа. Откуда могут браться и все-таки можно ли их устранить? Банально уменьшал пульсации уменьшая коэффициент усиления регулятора, но это не совсем выход.

 

Может ли помочь замена ОУ и на какой? Для данных ОУ в цепи коррекции делал закоротку, это вроде даже помогло.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пульсации на частоте ниже частоты коммутации как бы намекают на неустойчивость работы преобразователя. Однако потерпевшему трудно помочь, если у него "высокочастотный расколбас основного регулятора".

Share this post


Link to post
Share on other sites
Пульсации на частоте ниже частоты коммутации как бы намекают на неустойчивость работы преобразователя. Однако потерпевшему трудно помочь, если у него "высокочастотный расколбас основного регулятора".

По поводу высокочастотного расколбаса - может быть и бог с ним. Как видно, он не влияет особо на картину (осциллограмма тока только в одной фазе). Просто интересно, откуда именно такая частота? В данном случае всего 6 фаз в параллель на частоте 100 кГц (сдвинуты на 60 град.). Суммарная частота коммутационных пульсаций на выходе - 600 кГц, дак там вообще пофигу - считай это ничего по пульсациям. Лезть в их регуляторы - это реально целая работа. Сначала отстраиваешь на 1 фазе, потом причесываешь к этому знаменателю остальные. И так может несколько итераций и не факт, что в итоге поможет. Данной проблемой вынужден заниматься урывками.

В данном случае считаю лезть в регуляторы преобразователей -это не то, что нужно.

Изначально использовал схему из даташита, и там низкочастотная составляющая была поболе. Соответственно рисунки ниже.

 

image.png

 

 

SCRN0080.png

 

Возможно развязка привносит фазовый сдвиг (как видно несколько ms). И тут похоже ничего не сделаешь. В схеме, что можно - все крутил, больше нечего, кроме как поменять ОУ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Возможно развязка привносит фазовый сдвиг

и возможно еще изменяет коэф. усиления в петле

сделайте модели регуляторов и преобразователей с нагрузкой - можно будет устойчивость анализировать

Share this post


Link to post
Share on other sites
сделайте модели регуляторов и преобразователей с нагрузкой - можно будет устойчивость анализировать

Особо не владею. На скорую руку бывает делаю в multisim фрагменты. Пару лет назад немного баловался в psim.

По вашему, где лучше делать, матлаб?

Share this post


Link to post
Share on other sites

в любом спайсе, из бесплатных - LTspice

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 фаз в параллель на частоте 100 кГц ... Лезть в их регуляторы

Традиционный такой преобразователь простой как полено, у него один регулятор и без каких либо расколбасов, смотреть там вообще не на что, ОС стандартная на TL431, т.е. полностью на вторичной стороне и безо всяких замороченных линейных оптронов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Некоторыые любят линейные оптроны, Haze, респект и уважуха.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я дилетант в этом вопросе, но всё же поделюсь своим небогатым опытом...При моделировании стояла простая, казалось бы задача - 

... DC-DC преобразователь, для стабилизации выходного напряжения, сигнал с выхода через обычный РЕЗИСТОРНЫЙ делитель подаётся на вход обратной связи. Задача казалась предельно простой - ввести гальваническую развязку сигнала обратной связи. Результат плачевный - используя доступные модели оптронов, TL431 и прочего..., я даже в модели не смог даже близко приблизиться к характеристикам, которые обеспечивает обычный резисторный делитель.... Вывод для себя сделал простой - и оптроны, и TL431 и ОУ широко используют для гальванической развязки, но это такой компромисс - мама не горюй...Обратная связь должна быть БЫСТРОЙ, для "быстроты" цепи обратной связи должны быть низкоомными... Именно фазовые задержки портят всю малину...Но портят - это очень мягкое слово. И многие не поверят, и поднимут меня на смех, но лишь до тех пор, пока не попробуют промоделировать это сами.

Возможно уже есть в природе быстрые и линейные оптроны, но глубже я не лез. И без моделирования - там просто нечего делать... - сразу в железе отладить что-то вряд ли получится. 

Edited by варп

Share this post


Link to post
Share on other sites

Так, преобразователи с токовым управлением (Current-Mode Control), частота PWM 100кГц, а "расколбас" на 50кГц.

Небось ещё и к-нт заполнения больше 50%.

Проблема известная, решение - slope compesation.

https://www.ti.com/seclit/ml/slup075/slup075.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now