Вполне дельное предложение. Поэтому создаю указанную тему. Может из этого что-нибудь путное да выйдет...

Немного о целях. Я хочу попытаться промоделировать наиболее характерные режимы работы преобразователей напряжения, чтобы продемонстрировать преимущества и недостатки тех или иных топологий преобразователей, а также влияние на процессы в преобразователях паразитных параметров компонентов и методы борьбы с ними. Не знаю, насколько посильная эта задача, но попытаться можно. Надеюсь, что уважаемое сообщество тоже примет в этом процессе посильное участие, поскольку очевидно, что в одиночку я не справлюсь по ряду объективных и субъективных причин. Главная проблема – последний раз я держал в руках паяльник и щуп осциллографа в далеком 1995 году. И с тех пор моя работа ни прямо, ни косвенно не связана не только с преобразовательной техникой, но и с электроникой вообще. В настоящее время я журналист в газете областной администрации. Пишу это к тому, чтобы не было недопонимания – за 12 лет очевидно, что я существенно утратил квалификацию и главное – не могу на практике проверить достоверность результатов, получаемых при моделировании.

Зачем мне все это надо – вразумительно объяснить не могу. Будем считать, что это хобби, замешанное на ностальгии по былым временам. Плюс жалко, что весьма неплохое образование и кандидатская степень, полученные мною в области преобразовательной техники, оказались невостребованными. Я попал в тот «демогфический провал» выпускников начала 90-х, который хорошо виден на возрастной диаграмме участников этого форума (в разделе «опросы»).

Если совместными усилиям в этой ветке появятся демонстрация основных проблем и подводных камней проектирования преобразователей напряжения в моделях для симулятора, то, думаю, это будет неплохое подспорье новичкам. А поскольку это для меня хобби – я вполне могу позволить себе тратить на это время и силы. Правда, очевидно, что все это будет проистекать очень небыстро, поскольку иногда еще и работать надо.

На этом лирическое отступление считаю законченным.



Итак, по теме. Поскольку от уважаемого gyratorа прозвучало предложение сравнивать все на модельках, а уважаемый Прохожий сформулировал преимущества и недостаки флайбека при работе в режиме непрерывных и прерывистых токов, с этого и начнем. (предыстория здесь - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39519)

Завтра я постараюсь выложить модельки, иллюстрирующие вышесказанное, а пока о методике сравнения.

Несмотря на мое скептическое отношение к комплексному сравнению схем на основе результатов моделирования, сравнение отдельных характеристик и демонстрацию особенностей считаю вполне возможной и весьма полезной в связи с этим хотел бы попросить совета по поводу методики такого сравнения.

Я считаю целесообразным проводить сравнение при трех значениях входного напряжения - 9 В, 24 В и 308 В, четырех значениях выходного напряжения - 5В, 12В, 60В, 300В, четырех значениях мощности 5Вт, 20Вт, 60Вт, 300Вт и трех значениях частоты – 100кГц, 250кГц, 500 кГц. Думаю, при этом можно будет говорить о тенденциях.
Такой сравнительный анализ на идеализированной модели вряд ли представляет практический интерес. Поэтому при расчетах нужно использовать модели реально существующих компонентов. И вот в этом месте мне нужна помощь – я не знаю современную элементную базу. Поэтому буду весьма признателен специалистам за помощь в выборе наиболее типично применяющегося в для каждого из рассмотренных вариантов силового транзистора и выпрямительного диода (синхронное выпрямление пока не рассматриваю).
Хотя бы по некоторым случаям:
Вар. 1. Вх. 9В, вых. 5В, f=250кГц, P=20Вт
Вар. 2. Вх. 9В, вых. 300В, f=250кГц, P=20Вт
Вар. 3. Вх. 24в вых. 5В, f=250кГц, P=60Вт
Вар. 4. Вх. 24в вых. 5В, f=100кГц, P=300Вт
Вар. 5. Вх. 24в вых. 300В, f=100кГц, P=300Вт
Вар. 6. Вх. 300в вых. 5В, f=100кГц, P=60Вт
Вар. 7. Вх. 300в вых. 12В, f=100кГц, P=60Вт
Вар. 8. Вх. 300в вых. 60В, f=100кГц, P=300Вт

Кроме того, буду признателен за любые предложения как по методике, так и по реализуемым вариантам.

1. Диод D150 обеспечивает разряд к-ра С25 при большом Кзап (чтобы он не "запоминал" сигнал предыдущего такта)
2. R227, 228-ИМХО, это все же R226, -аналог R5,R15 в Вашей схеме. Ограничивают величину тока КЗ.
3.R224 приподнимает потенциал на ISENSE, чтобы разряд емкости С30 не смещал его в минус. Это предотвращает увеличение мин. длительности вых импульсов и задирание вых. напр. при малых токах.
4. Цепочка C30,R218-стандартная цепь компенсации наклона токовой пилы (очень маленькой, при данном способе выявления тока). Обеспечивает устойчивость при Кзап>0,5.
Кстати, параметрический способ ограничения Кзап, при увеличении входного напряжения, и использование "короткого" транса можно применять и в сварочниках. На mastercity, помниться, обсуждались различные варианты реализации ограничения Кзап.
Вот картинка запуска с Вашим трансом:
Кривуля приятней, чем у меня из-за отсутствия в переходном процессе режима непрерывного тока.

Сообщение отредактировал gyrator - Jan 19 2008, 19:46

Спасибо за ответы и картинку.
Индукция в установившемся режиме такая же как и у меня. Многовато, блин. А сердечника из МП60 этого или близкого типоразмера найти не могу. MPP60 тоже никто не возит. С ним все намного красивее.
Что касается сварочника, то мы пробовали это дело на макете. В принципе - работает. Но в серию пускать как-то боязно - малейший сбой в системе и кирдык: транс в насыщении, транзисторы в помойном ведре, клиент в шоке . Там - косой полумост и индийский сердечник из аналога N87.
И вопрос. Что такое mastercity? К сожалению, я не в курсе.



За что и уважаю этот режим. Мороки меньше, да и "звенит" меньше.
И еще один вопрос. Какова средняя рассеиваемая мощность ограничителя X15 в Вашем случае?

Сообщение отредактировал Прохожий - Jan 19 2008, 20:13

В догонку.
Вот старт при 36 В.
В верху - напряжение на выходе.
В середине - ток стока транзистора VT4.
В низу - индукция сердечника трансформатора TV1.
[attachment=17191:attachment]

Это старт при 12 В.
Расположение диаграмм такое же.
[attachment=17193:attachment]
Практически апериодический режим получился, видимо, из-за вольт-секунды.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jan 19 2008, 23:07

У меня такое же мнение. Короткий транс можно делать только с контролем тока намагничивания.


Это одна из сварочных тусовок http://mastercity.ru/vforum/showthread.php...97&page=127


Хороший вопрос. В моем случае полная ..опа-6Вт. Это пример неграмотного выбора Ктр и напряжения ограничителя. При уменьшении числа витков первички до 26 и увеличении вторички-до 16 (Ктр ка у Вас), получилось 0,6Вт и более приятный вид кривули переходного процесса т.к. исключен режим непрерывного тока. Одновременно уменьшились потери на перемагничивание вследствие снижения dB до 75mT.

Приятная кривуля. Я тоже считаю, что колебания придавила вольт-секундная примочка.

Сообщение отредактировал gyrator - Jan 19 2008, 23:26

Согласен, что схема контроля тока намагничивания Вашего имени попроще вольт-секундной, и отслеживает сам процесс, а не некие косвенные параметры, но все равно - это доп. компоненты, следовательно, снижение надежности.


Спасибо, приму к сведению.


В моем случае весь огород с вольт-секундой как раз работает. И на мой взгляд, именно он обеспечивает плавное нарастание напряжения без колебаний, за счет того, что ограничивает максимальную ширину импульса. Это видно по излому кривой выходного напряжения. Вначале как бы выпуклая экспонента (0... 0.5 мс), затем нечто, напоминающее прямую (0.5 ... 2.5 мс) и потом остальной кусок экспоненты. Т. е. вольт-секунда не дает сердечнику "накопить" чрезмерно большое количество энергии за один такт.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jan 19 2008, 23:57

Это всё можно проверить в усреднённой модели. Например, вот этой...

Спасибо за информацию.
Посмотрел на это все и не понял как это сделать (проверить предположение насчет пилы)?
Нужна книга Кристофера Башо из Тулузы.
Не хватает информации.
1. Непонятно, что такое средняя модель, ее назначение и чем она отличается от обыкновенных моделей?
2. Каким образом на этой модели можно получить АЧХ и ФЧХ моего конеретного устройства?

И вопрос немного не в тему. Может в данном случае следует отказаться от точного моделирования петли ОС, поскольку все равно параметры оптрона, настройки пилы и прочие вещи будут уточняться непосредственно на макете. Может быть на этом же макете и следует окончательно подобрать параметры цепей, корректирующих АЧХ?

Прохожий, у меня жена серьезно усредненными моделями занимается. Недавно она готовила описание построения и использования метода усреднения в простанстве состояний для анализа устойчивости источников питания. Фрагменты описания построения непрерывной модели для прямохода я недавно выкладывал на форуме сварочников - http://valvol.flyboard.ru/topic190-45.html
Вот прямая ссылка - http://microcap-model.narod.ru/PDF/Modelling_Aml.pdf
Если надо для обратноходового - могу прислать, хотя там в принципе, все аналогично по подходу, но моделька, естественно, другая получается. Если будут вопросы - пиши, переадресую жене
Да, там в ПДФ есть список литературы, где метод усреднения описан на русском.

Спасибо за ссылку. Статья достаточно интересна. Теперь понял для чего нужны средние модели. Пока только пробежал. Постараюсь "съесть" это дело полностью. И с flyback постараюсь разобраться лично.
Тем более, что в материалах, предоставленных уважаемым wim - эта модель присутствует в явном виде. Осталось сопоставить ее с методикой, описанной в предложенной Вами статье.

Небольшой . Беда в том, что я просто любитель, такой же, как и Вы. Моя основная профессия - сменный инженер электроник на крупном производстве. Плюс небольшие "шабашки" по промавтоматике отнюдь не для души и не по теме, а только ради хлеба насущного .
Да и затеянный девайс добить надо бы...

В связи со всем вышеизложенным - вопрос. Можно ли переходить к макетированию устройства? Тем более, что есть мысль сравнить полученные на макете результаты с моделью.

Кажется, эту книгу выкладывали на местный ftp, но, если честно, книга слабовата, лучше взять вот эту:
Robert W. Erickson, Dragan Maksimovich "Fundamentals of Power Electronics"
Можно найти, например, вот здесь: http://lord-n.narod.ru/walla.html

На этом макете можно и подобрать, поскольку силовая часть преобразователя в данном случае - система первого порядка. Но могут быть случаи и посложнее, например, преобразователь на TOPswitch - система второго порядка, SEPIC - четвёртого. Подбирать экспериментально для таких электронных кубиков-рубиков зело напряжно.

Нашел. Спасибо. Труд достаточно фундаментальный. Найти бы для него время...


Иными словами, UC384X+MOSFET и TOPswitch - это не одно и то же? Даже, если они работают в одном и том же режиме (ПТ или НТ)?

В режиме ПТ передаточные характеристики у них похожи.
А в режиме НТ разница очень существенная - TOPswitch это источник напряжения, к выходу которого подключен колебательный контур, нагруженный сопротивлением нагрузки, а UC384X+MOSFET, если используется в режиме управления по току, - это источник тока, подключенный к выходному конденсатору и сопротивлению нагрузки.

Понятно. А как же тогда эти девайсы, я имею в виду TOPswitch, работают в смешанном режиме? Когда при низких входных напряжениях НТ а при высоких ПТ?
Причем, я думаю, народ особо не задумывается над цепями ОС.

Сообщение отредактировал Прохожий - Jan 22 2008, 12:39

В посте 87 Wim дал статью Коллмана. На рис.7 там нарисован суммарный Боде внутренней открытой петли с усилением 16Дб. Далее фраза: "Since the feedback is unity, the inner loop gain is reduced to near 0 dB at lower frequencies". Отсюда не очень понял, чем обеспечили единичное усиление связки "силовая часть"+"оптрон" (как закрыли эту петлю?) и почему взяли именно единицу. Может кто прояснит? И еще, почему преобразователь на TOPSwitch - это "система второго порядка"? Чем определился порядок?

Во всех почти EPR приводят экспериментально снятые АЧХ и ФЧХ, отдельно для ПТ и НТ. Наш народ не заморачивается, поскольку мало кто может купить прибор за несколько килобаксов. А тем, кому сильно надо, приходится по бедности изучать матчасть.


Я понял так, что речь идет о местной петле ООС TL431. На высоких частотах усиление по переменному току TL431 будет определяться отношением резисторов R14/R8, которое примерно равно 1.
Порядок системы определяется степенью полиномов передаточной функции. В случае TOPswitch преобразователь может работать в режиме непрерывных токов - в этом случае в знаменателе передаточной функции будет полином второй степени, обусловленный наличием колебательного контура. Формулы приведены, например, здесь:
http://focus.ti.com/lit/ml/slup071/slup071.pdf