реклама на сайте
подробности

 
 
3 страниц V  < 1 2 3 >  
Reply to this topicStart new topic
> Расчёт PFC, UCC28019
uq.vintch
сообщение Sep 15 2011, 14:13
Сообщение #16


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:

Прикрепленное изображение


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:

Прикрепленное изображение


Прикрепленное изображение


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:

Прикрепленное изображение


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SergCh
сообщение Sep 15 2011, 17:32
Сообщение #17


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 475
Регистрация: 6-02-10
Из: Москва
Пользователь №: 55 343



Спасибо, весьма информативно!
Концовку не понял, вы под "cos w" подразумеваете косинус сдвига между током и напряжением или коэфф. мощности?
Посмотрел на приборчик, на его описание. Он подключается как счётчик эл. энергии выходит, измеряя напряжение на входе и ток через себя?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
uq.vintch
сообщение Sep 15 2011, 18:00
Сообщение #18


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 sm.gif
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 sm.gif
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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Serg SP
сообщение Sep 15 2011, 18:24
Сообщение #19


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 419
Регистрация: 29-03-10
Из: Москва, Щербинка
Пользователь №: 56 278



Если не секрет, на чём дроссель мотали, на кольце или на Ш-образном с зазором? Какой материал использовали? Какой КПД получился?


--------------------
Под холодный шёпот звёзд мы сожгли диодный мост
Go to the top of the page
 
+Quote Post
uq.vintch
сообщение Sep 15 2011, 18:40
Сообщение #20


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%
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Serg SP
сообщение Sep 15 2011, 19:08
Сообщение #21


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 419
Регистрация: 29-03-10
Из: Москва, Щербинка
Пользователь №: 56 278



Спасибо, познавательно.


--------------------
Под холодный шёпот звёзд мы сожгли диодный мост
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Sep 15 2011, 19:18
Сообщение #22


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...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
uq.vintch
сообщение Sep 15 2011, 19:36
Сообщение #23


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 sm.gif

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 help.gif Туплю я и всё тут.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Sep 15 2011, 19:42
Сообщение #24


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
uq.vintch
сообщение Sep 15 2011, 20:31
Сообщение #25


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... 1111493779.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SmartRed
сообщение Sep 16 2011, 04:21
Сообщение #26


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 sm.gif

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 странице

Сам же тем временем пойду ещё раз перечитывать даташит, вникать...

Заранее всем спасибо sm.gif


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.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SergCh
сообщение Sep 16 2011, 05:16
Сообщение #27


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 sm.gif
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 rolleyes.gif , 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)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
uq.vintch
сообщение Sep 16 2011, 09:41
Сообщение #28


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 rolleyes.gif , 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..).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SmartRed
сообщение Sep 16 2011, 10:29
Сообщение #29


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 302
Регистрация: 27-05-05
Из: Новосибирск
Пользователь №: 5 466



Cin уменьшите в 2 раза.
Именно он портит КМ на малых нагрузках.
Rsense я бы увеличил раза в 2.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
uq.vintch
сообщение Sep 16 2011, 11:10
Сообщение #30


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 05.gif 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 sad.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V  < 1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 8th July 2025 - 22:03
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01536 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016