Перейти к содержанию
    

Регулировка выходного напряжения и тока

Стоит задача регулировки выходного напряжения источника питания, топология -- полумост. Питается напряжением 340..410 В (с ККМ).

Какой метод регулировки выходного напряжения предпочтительнее? Допустим, диапазон регулировки напряжения 0.1 (0.5)...30 вольт, ток 0.1..5 А.

1) Переменный коэффициент передачи от делителя напряжения и шунта. Сигналы с токового шунта и выходного делителя после усиления диф. усилителями подаются на управляемые делители. Сигнал с управляемого делителя идет на неинвертирующие входы усилителя ошибки шим-контроллера. Управляемый делитель делается при помощи ЦАПа или массива полевиков с весовыми резисторами.

2) Управления опорой (заведена на инвертирующий вход усилителя ошибки шим-контроллера). Сигнал опоры тоже может менятся при помощи цапа или матрицы весовых резисторов. Или цифрового потенциометра.

Во всех виденных схемах регулировка производится именно по неинвертирующему входу. Вот например переделка готового источника:

http://www.imajeenyus.com/electronics/2015...0-12_supply.pdf

Вопрос, какой из способов предпочтительнее? Не нарушит ли попытка применить способ 2 работу цепи компенсации?

По идее, не должно, если сопротивление источника сигнала опоры будет много меньше резистора цепи компенсации. Например, как тут, только тут показан контроллер другой архитектуры

2018-04-19_01-59-13.png

Тут это резистор R1.

Так же вопрос, почему в AT блоках питания и многих других источниках используется ПИ-регулятор, если для voltage mode обычно рекомендуют ПИД?

Нужно ли цепи компенсации для ООС по току и напряжению делать с различными постоянными времени и почему?

Изменено пользователем kolhoz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

почему в AT блоках питания и многих других источниках используется ПИ-регулятор, если для voltage mode обычно рекомендуют ПИД?
Для импульсных источников питания понятия "ПИ- и ПИД-регуляторы" - лишние сущности, которые ничего не объясняют, а только все запутывают. Оперируйте терминами частотного анализа - модуль коэффициента передачи, нуль и полюс - и будет Вам просветление.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Пока пытаюсь вникнуть, я правильно понимаю, что нули компенсируются полюсами и наоборот? То есть, где надо, поднимаем фазу, чтобы до -180 не дошла, или давим усиление, чтобы Ку<1

"This compensation network provides a pole at

the origin, two zeros and two higher-frequency

poles in the feedback path. The two zeros offset

the complex conjugate pole of the voltage-mode

buck. Type III compensation can increase both

the bandwidth and phase margin of a closed-loop

system."

https://www.ti.com/seclit/ml/slup340/slup340.pdf

 

Схемы к первому посту

https://s7.postimg.cc/al0gybnjv/IMG-20180419-_WA0001.jpg

 

https://s7.postimg.cc/kv2vxk5pn/IMG-20180419-_WA0002.jpg

 

Изменено пользователем kolhoz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

я правильно понимаю, что нули компенсируются полюсами и наоборот?
Вблизи частоты единичного усиления один полюс все равно останется - мы его там не "компенсируем". Нули в правой полуплоскости не "компенсируем". В обратноходовых топологиях их частоты вообще от коэффициента заполнения зависят - как их компенсировать-то?

А вообще в приведенной цитате цель обозначена четко - получить достаточный запас устойчивости по фазе на частоте единичного усиления.

 

где надо, поднимаем фазу, чтобы до -180 не дошла, или давим усиление, чтобы Ку<1
Примерно так. Только Вы должны понимать, что таких устройств, как "поднималка фазы", в природе не существует. В довесок к нулю где-нибудь неизбежно добавится полюс.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Есть ещё способ. 3) "подливаем" регулируемый ток в нижний резистор делителя обратной связи с помощью внешнего генератора тока. В этом случае не меняется коэф. деления делителя и почти не вмешиваемся в частотную характеристику.

Для того, чтобы сделать

диапазон регулировки напряжения 0.1 (0.5)...30 вольт, ток 0.1..5 А.
у импульсного регулятора Вас ждёт много других препятствий.

Например для получения напряжений близких к 0 нужно обеспечить очень малые значения D(коэф. заполнения импульсов), а на основной частоте преобразования это будет трудно сделать, имея реальное быстродействие силовых ключей и компараторов.

Так что надо как-то умерить аппетит :rolleyes: в части минимальных напряжений или сделать это другим способом - 4)?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тут еще нюанс есть - переход в режим разрывных токов. В соседней ветке камрад третьи сутки с ним воюет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вблизи частоты единичного усиления один полюс все равно останется - мы его там не "компенсируем". Нули в правой полуплоскости не "компенсируем". В обратноходовых топологиях их частоты вообще от коэффициента заполнения зависят - как их компенсировать-то?

Правильно ли понимаю, что нескомпенсированные полюса и нули должны лежать вне полосы рабочих частот, когда Ку много меньше 1, никакие фазовые сдвиги не будут влиять на систему?

Нашел программу

http://www.ti.com/tool/POWERSTAGE-DESIGNER

до этого ковырялся в матлабе и получил результаты так себе. Что посоветуете толкового почитать, поскольку программы все-таки требуют полного понимание происходящего и боюсь, что "немного теории" с "готовыми решениями" может привести к "много глупости" и убитым транзисторам?

Например, в расчете в матлабе получалась характеристика компенсатора с поворотом фазы -180 -- по идее, сам компенсатор нестабилен и в реальности он бы не компенсировал, а только все портил.

Потом, если сигнал рассогласования подается не напрямую с делителя или шунта, а после его усиления при помощи дифференциального усилителя, что тогда будет? Сигнал с шунта по любому придется усиливать, так как хочу использовать "заводской" шунт с выходом 75 мв.

у импульсного регулятора Вас ждёт много других препятствий.

Например для получения напряжений близких к 0 нужно обеспечить очень малые значения D(коэф. заполнения импульсов), а на основной частоте преобразования это будет трудно сделать, имея реальное быстродействие силовых ключей и компараторов.

Об этом догадываюсь, есть вариант еще поднять минимальное напряжение (по факту, меньше 1 вольта и не надо, даже меньше 1,5..2)

но интересна сама возможность такое сделать.

 

http://www.ti.com/lit/df/tidrhe1/tidrhe1.pdf

Вот пример, как сделали техасовцы, регулировка от 0, тут опора задается шимом, но на неинвертирующем выходе. Если использовать tl494, то можно такое провернуть только с инвертирующим выходом, что и вызывает вопросы. Только как вариант забыть о них и добавить внешние ОУ и завести их сигнал на DTC. Дополнительная проблема, это то, что сигналы с делителя и шунта в близи малых значений будут сильнее зашумлены.

"подливаем" регулируемый ток в нижний резистор делителя обратной связи с помощью внешнего генератора тока. В этом случае не меняется коэф. деления делителя и почти не вмешиваемся в частотную характеристику.

Так?

https://s7.postimg.cc/kv2vxk5pn/IMG-20180419-_WA0002.jpg

 

Тут еще нюанс есть - переход в режим разрывных токов. В соседней ветке камрад третьи сутки с ним воюет.

А чем это может грозить, кроме увеличения тока силовых транзиторов? По идее, если будет присутствовать минимальная нагрузка типа управляемого источника тока, то этого произойти не должно. Например, сигнал с шунта управляет этим источником, то есть, когда нагрузка мала, обеспечивается протекание дополнительного тока, равного разности тока нагрузки и необходимого тока для режима непрерывной проводимости, с ростом нагрузки дополнительный ток уменьшается до полного отключения или некого минимального порога.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Примерно так. Только Вы должны понимать, что таких устройств, как "поднималка фазы", в природе не существует. В довесок к нулю где-нибудь неизбежно добавится полюс.

Ну, скажем так, если речь идёт о регулировании выходного напряжения преобразователя, то всё-таки существует. :)

Это, конечно, не тупое его дифференцирование. А введение ООС по току сглаживающего конденсатора. В качестве "Д" компонента ПИД регулятора.

Качество регулирования при этом существенно улучшается, за счёт расширения эффективной полосы ООС.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Что посоветуете толкового почитать,
http://www.smps.us/Unitrode2.html

 

если сигнал рассогласования подается не напрямую с делителя или шунта, а после его усиления при помощи дифференциального усилителя, что тогда будет?
В режиме ограничения тока нагрузки обратная связь по току сражается с обратной связью по выходному напряжению. Поэтому глубина ООС по току должна быть больше глубины ООС по напряжению. В даташите на TL494 есть схемка понижающего преобразователя - там обратную связь по напряжению придушили резистором 1 МОм с выхода ОУ на инвертирующий вход.

 

А чем это может грозить
Передаточная характеристика силовой части в режиме разрывных токов становится качественно другой.

Вас, вообще, эта тема интересует теоретически или нужно что-то реальное смастерить?

 

введение ООС по току сглаживающего конденсатора. В качестве "Д" компонента ПИД регулятора.

Качество регулирования при этом существенно улучшается, за счёт расширения эффективной полосы ООС.

Чем это лучше обратной связи по току дросселя (старой доброй UC384x)?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

пример, как сделали техасовцы

Количество деталей у китайских студентов запредельно, ещё и голые затворы на улицу выставили.

 

Реальный вариант — ККМ из соседней темы заменить на одностадийный, после которого импульсный обратимый (двунаправленный) источник тока на готовом дросселе, вход уставки которого объединить по ИЛИ с выходом ОС программируемого напряжения — это если эстетствовать, потому что одностадийный ККМ — это уже готовый зелёный зарядник.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

http://www.ti.com/lit/df/tidrhe1/tidrhe1.pdf

Вот пример, как сделали техасовцы, регулировка от 0...

А где тут от 0, ткните. Вижу только 17-30 V.

Может и так, всё зависит от того как сделан выход ЦАПа.

 

А чем это может грозить, кроме увеличения тока силовых транзиторов? По идее, если будет присутствовать минимальная нагрузка типа управляемого источника тока, то этого произойти не должно. Например, сигнал с шунта управляет этим источником, то есть, когда нагрузка мала, обеспечивается протекание дополнительного тока, равного разности тока нагрузки и необходимого тока для режима непрерывной проводимости, с ростом нагрузки дополнительный ток уменьшается до полного отключения или некого минимального порога.

О чём Вы? :rolleyes: Без конкретной реализации это всего лишь фантазия на тему...

 

 

 

Чем это лучше обратной связи по току дросселя (старой доброй UC384x)?

Ну надо же куда-то приткнуть tl494 :rolleyes: Первенец Тексаса (1976г.) сегодня это - детский конструктор для радиолюбителей :rolleyes:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А введение ООС по току сглаживающего конденсатора

Вводить добавочное сопротивление к конденсатору? Более простого способа не приходит, разве использовать токовый трансформатор.

Спасибо, буду изучать.

Поэтому глубина ООС по току должна быть больше глубины ООС по напряжению. В даташите на TL494 есть схемка понижающего преобразователя - там обратную связь по напряжению придушили резистором 1 МОм с выхода ОУ на инвертирующий вход.

То есть, воздействие по току "медленнее" воздействия по напряжению? Ку(ТОК)=[1М||(47K+1/2*pi*f*100n)]/(5,1K+5,1K), а Ку(Напр)=[1М||(47K+1/2*pi*f*100n)]/(5,1K)?

Каков критерий выбора? Получается не совсем ясная картина по расчету. Кажется или нет, что подходы разные?

https://www.infineon.com/dgdl/an-1162.pdf?f...153559a8e17111a

https://www.ti.com/seclit/ml/slup340/slup340.pdf

Вас, вообще, эта тема интересует теоретически или нужно что-то реальное смастерить?

И то, и то. Для начала хочу смастерить что-то типа лабораторника/универсального БП, в первую очередь, чтобы понять, что тут и как устроено. TL494 выбрана не только из-за доступности, но и возможности хорошо изучить тему. Потом хочу попробовать и что-то помошнее. И как понял по форумам, недостаток теории оканчивается палеными деталями и оборудованием.

Количество деталей у китайских студентов запредельно, ещё и голые затворы на улицу выставили.

ШИМ-задатчики? У них есть подтяжка к +5 через 100к резисторы. Насчет деталей, то да, и не понятен смысл элементов D2,D3, D5,D6,Q1. Что это за стабилизатор такой, или это такой хитрый способ увода выбросов в нагрузку?

Реальный вариант — ККМ из соседней темы заменить на одностадийный, после которого импульсный обратимый (двунаправленный) источник тока на готовом дросселе

Не понял, о чем речь?

А где тут от 0, ткните. Вижу только 17-30 V.

Рядом с ШИМ-установщиком подпись 0...2V => 0...30Vout

Как бы, если им верить, изменение уставки от 0 до 2 так меняет выход.

Может и так, всё зависит от того как сделан выход ЦАПа.

Если на выходе операционник rail-2-rail?

О чём Вы? rolleyes.gif Без конкретной реализации это всего лишь фантазия на тему...

https://s7.postimg.cc/hryhje9l7/loader.jpg

Как-то так, грубый набросок. При малом токе нагрузке обеспечивается дополнительная нагрузка 120 мА, линейно уменьшающаяся при росте тока нагрузки.

Первенец Тексаса (1976г.) сегодня это - детский конструктор для радиолюбителей

Доступно, дешево, сердито и поле для изучения темы.

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ку(ТОК)=[1М||(47K+1/2*pi*f*100n)]/(5,1K+5,1K), а Ку(Напр)=[1М||(47K+1/2*pi*f*100n)]/(5,1K)?
Ку(ТОК) = Av*Rs/(Rs+Ro) ≈ Av*Rs/Ro, где Av = 95 дБ - усиление ОУ, Rs - сопротивление датчика тока, Ro - сопротивление нагрузки. На постоянном токе коэффициент передачи (выход ОУ)/(выход преобразователя) для обратной связи по напряжению ≈ 200. Он же для обратной связи по току нагрузки ≈ 600.

 

 

https://s7.postimg.cc/hryhje9l7/loader.jpg

Как-то так, грубый набросок. При малом токе нагрузке обеспечивается дополнительная нагрузка 120 мА, линейно уменьшающаяся при росте тока нагрузки.

Это в каком-то симуляторе нарисовано? Не могу поверить, что это работает. :05:

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вводить добавочное сопротивление к конденсатору? Более простого способа не приходит, разве использовать токовый трансформатор.

Давно уже придумана Current mode, Вам уже сказали: UC3843, MC33325, UCC3808, UС3825 и пр. и вполне возможно токовый трансформатор, и см. Unitrode

 

Рядом с ШИМ-установщиком подпись 0...2V => 0...30Vout

Как бы, если им верить, изменение уставки от 0 до 2 так меняет выход.

Действительно, но мне это как-то меньше нравится. Особенно для мс, в которых нельзя изменить опору.

Если на выходе операционник rail-2-rail?

Должен быть выход - генератор тока!

Это вообще можно оставить "на потом" когда вся схема готова будет, и чтоб мысли от главного не отвлекала.

 

 

Доступно, дешево, сердито и поле для изучения темы.

Возможностей меньше, чем у выше перечисленных, и драйверов встроенных нет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

У них есть подтяжка к +5 через 100к резисторы.

Типа, шутка такая? Улица — это стандартный статический разряд 8 кВ 30 А.

 

Не понял, о чем речь?

Ваш ККМ из этой темы заменить на одностадийный (single stage pfc), т.е. изолированный, от полученных пульсирующих 40 В запитать импульсный программируемый источник тока и т.д.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...