|
|
  |
Расчёт PFC, UCC28019 |
|
|
|
Sep 15 2011, 14:13
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Цитата(SergCh @ Sep 15 2011, 15:24)  А приборчик этот как коэфф. мощности меряет? Он сдвиг тока и напряжения учитывает? К сожалению, не могу точно ответить. Измеряет он в диапазоне 0.00 - 1.00, погрешность поддиапазона 0.51-1.00 составляет 3% +/- 2 деления; разрешение 0.01 Для измерения мощности применяется True RMS расчёт. А вот как именно он расчитывает реактивную мощность (и, соответственно, косинус угла сдвига) - не написано в документации. Сам же прибор имеет все необходимые сертификаты и, более того - параллельно с нами такой точно прибор купили местное управление (или филиал, как их точнее..) электросети. Судя по осциллограмме могу сказать, что вероятней всего здесь причина в фазовом сдвиге (он виден на осциллографе). Сама же форма тока достаточно хорошо повторяет синус, кроме небольшой "ряби" на верхней части "горбушек". Собственно, вот: (p.s. ув. модераторы, этот форум не поддерживает скрытый текст? не нашёл почему-то... хотел сократить пост)В каждом случае источником выступает ЛАТР+изолирующий трансформатор, нагрузкой - электронная нагрузка ITECH IT8512B в режиме Constant Wattage настроенная на 55W. Питание UCC28019 берётся от внешнего источника номиналом 12В. Первый канал (желтый) - напряжение, второй канал - ток. Ток измеряется по входу, сразу после изолирующего трансформатора. Измерение производится бесконтактным способом, токовым щупом Agilent N2782A. Случай первый, включаем схему не подавая питание на UCC28019:
Vin = 220.0VAC I = 0.381A P = 57.7W Q = -60.6VAR S = 83.7VA cos w = 0.69 Случай второй, подали питание на UCC28019:
Vin = 220.0VAC I = 0.277A P = 58.8W Q = -16.3VAR S = 61.0VA cos w = 0.96 Измеряем фазовый сдвиг с помощью X-Y развёртки:
Измерение по вертикали: cos w = 0.9684 Измерение по горизонтали: cos w = 0.9786 Вот.. такая штука. Забыл добавить - вход PFC включен через ПП фильтр с двумя конденсаторами. Отсюда дополнительных пару ватт мощности.
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 18:00
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Цитата(SergCh @ Sep 15 2011, 20:32)  Концовку не понял, вы под "cos w" подразумеваете косинус сдвига между током и напряжением или коэфф. мощности? Здесь "w" стоит вместо буквы "фи", лень было в таблицу символов идти  Коэффициентом мощности называют косинус угла между векторами тока и напряжения. Для синусоидальных тока и напряжения он же будет являться косинусом угла сдвига фаз. То есть это одно и то же. А расчёт там - это обычная методика используя фигуры Лиссажу; хотя признаться я впервые применил её на практике) Учили очень давно, а тут вот представился случай использовать на практике. Цитата(SergCh @ Sep 15 2011, 20:32)  Посмотрел на приборчик, на его описание. Он подключается как счётчик эл. энергии выходит, измеряя напряжение на входе и ток через себя? Да, всё верно. Он имеет четыре контакта выведенных, пара для измерения напряжения (600VAC) и пара для измерения тока (6A). Практически его подключение эквивалентно подключению вольтметра и амперметра к одной цепи, только прибор один. Прибор - француз. Впервые столкнулся с ихней техникой. Выполнен немного громоздко (по габаритам чуть-чуть больше "обычного" мультиметра), но в целом очень качественно, мне понравился. И всё же возвращаясь к теме  Попробовал заменить входной конденсатор (стоящий сразу после диодного моста; у меня там 100nF стоял) на 10nF, коэффициент мощности вырос на 0.01 Впрочем стоило этого ожидать, но всё же это не решение. Почему-то никак не могу понять какую цепь нужно скорректировать, голова совсем сегодня не работает... Подставил в расчётную таблицу выходную мощность 55 Вт вместо 70, минимальная расчётная индуктивность сразу взлетела с 2.3мГн до 3.2мГн; возможно в этом и проблема.. нужно попробовать дроссель с бОльшей индуктивностью поставить.
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 18:40
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Дроссель намотан на кольце 33х20х11мм из сендаста. Молибден-пермаллой отвергли из-за высокой стоимости. Тем более, мощность до 70Вт, поэтому заметных потерь в сердечнике всё равно не будет. Рассчитан на 2.1 мГн с размахом индукции до 0.4 Тесла при токе 1.6А (рабочий немного ниже). Предварительно, КПД составил приблизительно 96%
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 19:18
|
Cундук
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269

|
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 22:40)  Дроссель намотан на кольце 33х20х11мм из сендаста. Молибден-пермаллой отвергли из-за высокой стоимости. Тем более, мощность до 70Вт, поэтому заметных потерь в сердечнике всё равно не будет. Рассчитан на 2.1 мГн с размахом индукции до 0.4 Тесла при токе 1.6А (рабочий немного ниже). Предварительно, КПД составил приблизительно 96% Про кольцо. Не многовато ли индукции для выбранного материала? Про ток. ПМСМ, что-то не так с петлей ОС, отслеживающей ток. Плохо это дело делается...
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 19:36
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Цитата(Serg SP @ Sep 15 2011, 22:08)  Спасибо, познавательно. Незачто  Цитата(Прохожий @ Sep 15 2011, 22:18)  Про кольцо. Не многовато ли индукции для выбранного материала? Про ток. ПМСМ, что-то не так с петлей ОС, отслеживающей ток. Плохо это дело делается... Индукция насыщения сендаста лежит в пределах 1-1.2 Тесла. В моём же случае размах в 0.4 Тл может быть достигнут только при небольшой перегрузке выхода и при минимальном питающем напряжении. А штатная рабочая индукция поменьше будет. В любом случае, даже если 0.4 Тл выбрать рабочей, до насыщения ещё очень далеко. Потери конечно возрастут, но этот момент я ещё проконтролирую на финальных тестах, и если будет необходимо - дроссель будет пересчитан. Насчёт петли ОС. Да. Я к этому же склоняюсь, запаздывает она немного чтоль... Но не пойму как скорректировать. Пробовал менять номинал резистора с которого снимается напряжение (0.1 Ом стоит изначально в моей схеме) на 0.068 Ом и на 0.2 Ом - разницы вообще никакой. 220 Ом резистор идущий на вход микросхемы Isense очевидно здесь никакой важной роли не сыграет. Конденсатор фильтра на входе Isense пробовал уменьшать с 1нФ до 820пФ - никакой разницы заметной. Что ещё попробовать.. Я здесь похоже не до конца понимаю, как микросхема синхронизируется с синусом источника, а именно с прохождением нуля. Соответственно не могу придумать решения.. По логике она должна это делать через линию Vins, но нет же, на блок-схеме ИМС там отчётливо дали понять, что эта линия используется только для UV/OV защит. А как это сделать по току у меня до сих пор чёт в голове не укладывается  Туплю я и всё тут.
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 19:42
|
Cундук
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269

|
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 23:36)  Насчёт петли ОС. Да Я бы еще попробовал поиграться с выходной емкостью PFC. 1. Уменьшить<->увеличить ее величину. 2. Добавить <-> убрать пленочные конденсаторы, параллельно этой выходной емкости.
|
|
|
|
|
Sep 15 2011, 20:31
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Увеличил дроссель до 4мГн. Никакого эффекта. Как работал, так и работает. Ширину импульса и амплитуду тока в дросселе не стал уже смотреть... Увеличил выходную ёмкость вдвое - никак не отреагировал. Убрал плёночник (у меня стоит 100nF x 630V) - тоже никакой реакции. Во всех случаях КПД и коэффициент мощности остаются на том же уровне. Тестирую по-прежнему на 220В входа и 55W нагрузки на выходе. Таким образом, если дроссель не при чём (на данный момент я пробовал и увеличивать, и уменьшать), его за глаза хватает. Ёмкости выхода тоже не при чём. Остаётся только обратная связь. И как её бы настроить то...
|
|
|
|
|
Sep 16 2011, 04:21
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 302
Регистрация: 27-05-05
Из: Новосибирск
Пользователь №: 5 466

|
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 17:59)  Не прошло и пол года как я вернулся  Наконец-то взялся за PFC. Собрал. Запустил. Всё окей, вполне уверенно работает при заданной нагрузке. Скважность на затворе ключа правда несколько выше расчётной (фактическая - около 80%), но вполне в разумных пределах и не возрастает при небольшой перегрузке и минимальном входном напряжении. Но вот вопрос с коэффициентом мощности. Он при 220В на входе составляет всего лишь 0.96 При отключении PFC - 0.65 При небольшой перегрузке возрастает до 0.98 При уменьшении входного напряжения до нижней границы заявленного диапазона возрастает до 0.99 Коэффициент мощности изменяется ваттметром Metrix PX 110. Форма тока - достаточно красивый синус, но имеет небольшой фазовый сдвиг относительно напряжения + чуть-чуть всёже кривоват, но это пожалуй вполне нормально для PFC, тем более при мощности в 55W. Суть вопроса: подскажите, пожалуйста, в каком направлении копать, чтобы повысить коэффициент мощности с 0.96 до 0.98-0.99? То есть какой элемент(ы) влияют на скорость отклика, как можно попробовать её скорректировать, чтобы повысить коэффициент мощности. Напомню, PFC собран на базе UCC28019. Схема практически не отличается от таковой в даташите, скорректированы лишь некоторые номиналы элементов, согласно расчётной таблицы. Даташит на этой страницеСам же тем временем пойду ещё раз перечитывать даташит, вникать... Заранее всем спасибо  Почитайте sluu325a UCC28019A EVM 350-W PFC Converter User's Guide. Там есть графики КМ в зависимости от нагрузки и входного напряжения. Ваша схема ведет себя как недогруженная. Гте то вы пролетели с масштабированием в сторону малых мощностей. Огласите пожалуйста ваши отличия от типовой схемы - какие номиналы вы поменяли. Да, как работает МС я тоже категорически не понял, хотя опыт проектирования ККМ имеется. Там на первой странице даташита сказано что напряжение входное они не смотрят.
|
|
|
|
|
Sep 16 2011, 05:16
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 475
Регистрация: 6-02-10
Из: Москва
Пользователь №: 55 343

|
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 22:00)  Здесь "w" стоит вместо буквы "фи", лень было в таблицу символов идти  Коэффициентом мощности называют косинус угла между векторами тока и напряжения. Для синусоидальных тока и напряжения он же будет являться косинусом угла сдвига фаз. про фи и w я конечно догадался  , но то что вы скзали про косинус фи, верно лишь для синусоидальных сигналов. Для наших источников коэффициент мощности будет зависеть от косинуса фи и коэффициента искажения формы потребляемого тока λ=cosφ/SQR(1+THD²)
|
|
|
|
|
Sep 16 2011, 09:41
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Цитата(SergCh @ Sep 16 2011, 08:16)  про фи и w я конечно догадался  , но то что вы скзали про косинус фи, верно лишь для синусоидальных сигналов. Для наших источников коэффициент мощности будет зависеть от косинуса фи и коэффициента искажения формы потребляемого тока λ=cosφ/SQR(1+THD²) Аа, вот где она собака зарыта. А я всё думаю, как же посчитать коэффициент мощности с учётом искажения формы. Спасибо! Цитата(SmartRed @ Sep 16 2011, 07:21)  Почитайте sluu325a UCC28019A EVM 350-W PFC Converter User's Guide. Там есть графики КМ в зависимости от нагрузки и входного напряжения. Ваша схема ведет себя как недогруженная. Гте то вы пролетели с масштабированием в сторону малых мощностей. Спасибо за наводку, сейчас пойду разбирать. Да, схема в самом деле ведёт себя как недогруженная - при повышении нагрузки коэффициент мощности возрастает. Цитата(SmartRed @ Sep 16 2011, 07:21)  Огласите пожалуйста ваши отличия от типовой схемы - какие номиналы вы поменяли. Под типовой схемой я сейчас подразумеваю Design Example PFC на 350W в даташите. Отличия: Cicomp - 470pF вместо 1200pF Cvcomp - 4.7uF вместо 3.3uF Cin - 100nF вместо 330nF Rsense - 0.1R вместо 0.067R (впрочем пробовал и 0.068 ставить, разницы не ощутил) Rvins1 - 6M8 вместо 6M5; последних нет в наличии. Диод у меня пока что стоит BYV26C, будет стоять тоже ultrafast но в TO220 корпусе. Ключ стоит такой же, но временно, сменю на более дешевый (возможно IRFBE30, посмотрим как греться будет). Собственно.. это и всё, в остальном схема вся по ДШ. Номиналы деталей мне любезно предоставила расчётная таблица, которая там же на сайте TI и лежит (в начале топика я давал на неё ссылку, если что..).
|
|
|
|
|
Sep 16 2011, 11:10
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 52
Регистрация: 28-04-11
Из: Caprica city
Пользователь №: 64 672

|
Пробовал уменьшать до 10нФ - коэффициент мощности поднялся до 0.98 Но это как-то противоестественно кажется  уменьшил на порядок, а результат даже не дошёл до желаемого (0.99). Rsense пробовал увеличивать до 0.2 Ом - никакой реакции тоже. -- Не удержался всё же, поставил 1.5нФ вместо 100. Пустил. 0.97 показывает... На осциллографе форма/смещение на глаз не изменились. Ток по-прежнему явно немного отстаёт
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|