Заочно пообщался с местными специалистами, но хочется услышать всестороннее мнение участников форума о проблеме.

Есть классический сетевой прямоход на 3842 в ССМ 55кГц на 24В 10А.
Выход - гальваника через TL431 и РС817.
Силовая часть отлажена, работает как положено, не перегревается, не насыщается.
Вопрос встал по расчёту цепей компенсации, я такого ни разу не делал, но очень хочется.

Итак.
Прочитал Брауна, получил номиналы резисторов в обвязку компенсации 3842 1кОм на входе и многомегаомный резистор между выходом и инв.входом. Естественно, это околопредельное усиление для 3842, она такого не даст. Разумно предположить, что в расчёте ошибка. Сейчас ИИП работает со следующими номиналами наугад: по 10кОм резисторы входной и на обратной связи и конденсатор 1нФ. Периодически срывается и свистит.

Как определить требуемое усиление системы на постоянном токе?
Я взял формулу Adc=(Vin*Nsec)/(dVc*Npri)
Правильно ли я взял значения Vin=360В, dVc=2.5B?
Тогда у меня выходит Adc=34дБ, Gxo=24.5дБ, Ga=82дБ, что является диким усилением, которое осилит не каждый экземпляр микросхемы.

Мне посоветовали заглушить ей усилитель ошибки и возложить компенсацию полностью на ТЛ431. Это вариант, но мне хотелось бы также узнать, как рассчитывают компенсацию и у 3842 тоже.

вот упрощённая схема моего ИИП

Сообщение отредактировал Ydaloj - Sep 3 2011, 09:07

вот что интересное заметил
в формулах Брауна фигурирует некоторое значение Ffp. Я сначала подумал - опечатка, и вставил туда значение Fp - частота полюса выходного фильтра для топологий с токовым управлением, fp=1/2пRнагрCвых.
Потом решил поискать, что же это за Ffp такая, и в примере расчёта квазирезонансника, всё в том же Брауне, нашёл, что Ffp - это та же частота полюса выходного фильтра, только для фильтра с одним полюсом и одним нулём. И если вместо Fp подставить Ffp, то получаются вполне вменяемые цифры - усиление фильтра на постоянном токе 10 раз.
Я не понял юмора, потому что для топологий с управлением по напряжению введена формула той же Fp=1/2п*корень(LC)
В общем, я окончательно запутался. В каждой книге свои формулы и обозначения.

Все верно, это частота полюса для токового управления.


Тоже верно, при управлении по напряжению выходной фильтр резонансный создает полюс на этой частоте.

Поищите документ "Designing stable control loops" от Митчела и Мамано, там все волне доступно. Для трансформаторного преобразователя нужно будет нормировать входное напряжение через коэффициент трансформации.

(ebook - electronics) - High Frequency Switching Power Supplies. Theory and Design (Chryssis 2nd ed. 1989).pdf
Здесь есть пример расчета прямоходового. Брауна полистайте еще англоязычного.



Когда не хватает усиления, можно применить дополнительный каскад. Усиление от нескольких каскадов сложится.

Так а почему пытаетесь реализовать дикое усиление? Верите формулам, а не здравому смыслу?
Усиления в 10-20 раз бывает вполне достаточно для сносной стабилизации.

У Вас 2а операционника и 2е петли коррекции ( на 3842 на TL431) тем самым получаете сумму по усилению ( в дБ). Попробуйте для начала только с одной петлей, оставьте только TL431 с соответствующей петлей коррекции, а оптопару заведите на 1 ногу 3842 ( 2 ногу не использовать), тем самым не используете внутренний усилитель ошибки. Работа с 2я контурами коррекции более трудоемка.

Категорически поддерживаю предидущего оратора!
Заблокируйте внутренний УСО (ногу2 на землю) и управляйте с оптрона непосредственно 1 ногой.

Вариант - не 3 ногу оптрон. еще эффективнее.

Снова работаю над этим аппаратом. По вашему же совету, выбросил компенсацию у 3842 и переложил её на 431.
Всё равно, получается какая-то ерунда. Номиналы обвеса 431 - пикофарадные ёмкости и полумегаомные сопротивления.
Естественно, оно срывается и грозит ядерным взрывом.

Сейчас имею следующие параметры:
Дроссель 47мкГн
Емкость 5 обычных конденсаторов 470мкФ в параллель (2500мкФ), ESR суммарное принял 0.02Ом (если алюминий по 0,1Ом)
Частота рабочая 45кГц
Dmax=0.35
Выход 12В, 25А, Iмин=1,5А, пульсации 0,1В.

Номиналы компенсации получаются как на схеме.

Если эти номиналы выбросить и поставить 0,1мкФ и последовательно 1кОм, оно работает как часы на токе нагрузки от 3А и до максимума, без срывов и шумов.

Ребят, у кого быстрые расчёты под рукой, если не затруднит, скажите, у вас такие же номиналы получились или я что-то не так посчитал?

Сообщение отредактировал Ydaloj - Jun 3 2012, 08:32

Э.эээ тут известная дилемма - "вам шашечки или ехать?".
Ставим С1 0.1мкф R1, С2 выбрасываем и все прекрасно работать будет. Устойчиво от хх до 110% нагрузки. Но обратная сторона медали - вялый отклик на сброс-наброс нагрузки.
Теоретически усиление ОС должно быть меньше 1 на частоте работы ключа и много больше на частоте среза выходного фильтра. Тогда и свистеть не будет и динамика будет хорошая, без провалов и перерегулирований.
Но к чистой теории ОУ 431 добавляется еще плохо нормированный коэффициент передачи оптрона с его АЧХ и напрасно используемого внутреннего ОУ 384Х. Параметры выходного фильтра, где стоят электролиты плюс-минус лапоть и такой же дроссель тоже в серии имеют большой разброс.
Потому, что тут можно рискнуть посоветовать?
- уберите ОУ 384Х. Подавайте ОС с транзистора оптрона через 1.5-2ком от опорного 5 вольт на 8 выводе на вывод 3. Внутренний ОУ есть смысл использовать , если нет гальванической развязки. А два ОУ в цепи ОС - лихачество.
- оцените требуемую реально динамику и корректируйте 431 как можно глубже, срезая АЧХ, понижая усиление петли ОС на высоких частотах.
При этом усиление нужно установить небольшим (R1 -единицы килоом, но не сотни). Отклонение выходного напряжения источника в 1-2% в диапазоне нагрузок вполне приемлемо. Устанавливать по 60дБ, добиваясь 0.1% - рискуете самовозбуждение получить.
Все это хорошо видно, если подключать нагрузку , организовывая броски с 50 до 100%. Видно по выходу как быстро ОС это отрабатывает. Желательно, чтобы процесс был апериодическим. Тогда можно гарантировать устойчивость.
Если же источник отлично держит нагрузку по стабильности выходного напряжения, но отклик большой амплитуды и напряжение устанавливается с затухающими колебаниями в несколько периодов - ждите, когда-нибудь, когда чуть подсохнут электролиты или что-то прогреется, они станут незатухающими.
Наконец, если все изложенное слишком кустарно, то таки штудируйте полюса, нули и добливайтесь полного соответствия с теорией. Я ничуть не хочу сказать, что она неверна. Просто она требует подстановки в вычисления таких реальных параметров, которые мы чаще или не знаем или не видим, не учитываем. Поиск нестыковок займет не один месяц, а источник чаще требуется "на вчера", даже не на "сегодня".

Microwatt, вопрос не в этом
Вот есть человек Прессман, написал качественный мануал.
Я взял оттуда формулы, посчитал компенсацию, получил пикофарадные значения, порадовался нерабочей схеме.
Браун, кстати, тоже, утверждает, что схемы работают на пикофарадных конденсаторах, во всяком случае в примерах расчётов в его книге именно пикофарады.
А у меня схема работает, если значения изменить на 3 порядка. Это же, кстати, и вы говорите.
Если всё делать так, как вы советуете, то к чему тогда этим двум товарищам надо было это всё затевать?

Таки что получается, китайцы тоже сидят и годами настраивают копеечный ИИП, а потом несут его на продажу?

Мне кажется, что я в расчётах допустил ошибку, только надо разобраться, где. Потому и прошу, кто может, скажите, другие ли значения номиналов получились... я не прошу их мне сообщать! я хочу сам выйти на их значения

Номиналы бредовые это факт.

Хрен к носу прикидочно:

1/(2pi*C1*(R2||R3) ~ Fconv - частота преобразования.
1/(2pi*R1*C2) ~ Fconv/100
R1/(R2||R3) - определяет петлевое усиление, считать надо.

жаль, что так никто и не знает, как же посчитать усиление системы (

А в чём всё таки вопрос? Что не работает в исходной схеме (в первом посте)? Может быть "гудит"? На какой частоте?
Для прямоходовика не очень подходит UC3842 (D=100%), лучше - UC3844 (D=50%).
По моему в исходной схеме всё правильно, у меня такая нормально работает, но с другими номиналами R22,R20,R23 - на порядок больше ( нет смысла ставить малые значения, т.к. погрешность от входного тока TL431 всего несколько миливольт).
В исходной схеме интерес представляет содержание вокруг 3-й ноги. Поскольку пульсация тока в дросселе около 2 А (20% от макс. нагрузки), то токовая пила на 3-й ноге (если всё сделано по ДШ) маловата. И, естественно, усиление системы на частоте среза фильтра велико и сделать его меньше невозможно не увеличив пилу. Ведь вся серия UC384... "заточена" под флай в режиме разрывных токов, а для форварда нужно что-то сделать дополнительно, например - пилу.
А Браун, наверное, прав. Только, как раньше говорили:"Раннего не помню, а Позднего не читал..."
Ну, а усиление системы равно произведению коэффициентов передачи всех её частей. Как-то так...

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 9 2012, 09:57

Да все брауны, вайсы и профессора красновы абсолютно правы в формулах когда речь идет о кирпичах в форме идеального параллелепипеда, оптронах с коэффициентом передачи ровно 1 и усилении разомкнутой 431 ровно 100 тыс. Им всегда известно точное значение паразитных параметров электролита и погодные условия.
А работает в реальной ОС именно усиление системы, как Вы хорошо напомнили нам. Туда входят реальные оптроны с коэффициентом 0.5...1.5 или еще большего разброса, дрейф параметров от температуры и еще куча составляющих.
Можно блестяще скомпенсировать АЧХ 431, считая ее по модели идеального ОУ, но как только она войдет в насыщение или добавятся резонансы выходного фильтра, постоянные времени питания контроллера и протчая и протчая - все это коту под хвост.

Любопытный опыт был у меня в другой области. Создается жесткая логика очень кудрявого алгоритма. Набросали вентилей 500.
Садится хороший математик, аккуратный и собраный, с картами Карно и легко ужимает это до 200. Схема выглядит неожиданно, понять ее работу невозможно, но она верна.
Садится старорежимный инженер и сопя-пыхтя на миллиметровке ужимает до 100. Схема легко читаема, ощущение "да как же сразу до этого не додумались!"
Как он это делает - формально пояснить не может - "ну, это... оптимизировал я..". На самом деле он глубоко понимает логику работы алгоритма и постановку задачи в целом. А формальные методы этого не учитывают, хотя знать их очень полезно.