Существует ШИМ- контроллер с большой амплитудой пилы на компараторе ?, Помогите, а то на рассыпухе придется лепить!!! Опции

[tremor]

Есть много и всяких, но амплитуда пилы макс. около 3В, а желательно раза в 3...4 больше.

[rezident]

А усилить по напряжению никак?

[sahka]

да и зачем такая пила большая?

[tremor]

А усилить по напряжению никак?

Усилить пилу, это идея!!!
Вот только одна незадача, пила уже внутри контролера идет на компаратор. Внешнее соединение было входа компаратора и пилы, я только у uc3825 нашел, а она глючная по отзывам из инета.

а и зачем такая пила большая?

Чтобы получить максимальное усиление пропорциональной части усилителя ошибки. Если скорость нарастания напряжения с усилителя ошибки превысит скорость нарастания напряжения пилы, возникнут субгармонические колебания. Кроме того есть некоторая специфика задачи для которой выбирается контролер (стабилизатор тока), время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа. Как подругому обойти проблему незнаю…

[sahka]

никогда не слышал, что бы UCC "глючили", ну так можно частоту повыше сделать. Или собрать все это на дискретах.

[sera_os]

... Кроме того есть некоторая специфика задачи для которой выбирается контролер (стабилизатор тока), время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа. Как подругому обойти проблему незнаю…

А поднятие частоты преобразования не поможет?

[wim]

Вот только одна незадача, пила уже внутри контролера идет на компаратор. Внешнее соединение было входа компаратора и пилы, я только у uc3825 нашел, а она глючная по отзывам из инета.
Чтобы получить максимальное усиление пропорциональной части усилителя ошибки. Если скорость нарастания напряжения с усилителя ошибки превысит скорость нарастания напряжения пилы, возникнут субгармонические колебания. Кроме того есть некоторая специфика задачи для которой выбирается контролер (стабилизатор тока), время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа. Как подругому обойти проблему незнаю…

Чё-то здесь не то. Усиление в петле, если это режим управления по напряжению, обратно пропорционально амплитуде пилы. Т.е., для увеличения усиления, амплитуду пилы стараются наоборот уменьшить. А если это режим управления по току, то пила берётся из тока дросселя. Ну и субгармонические колебания устраняются дополнительной пилой, но все равно нужную скорость нарастания проще всего получить масштабированием на резистивном делителе.
Если нужна максимально быстрая реакция на изменение нагрузки, посмотрите в сторону гистерезисного управления.
UC3825 - нормальная микросхема, глючат отечественные клоны, на которые иногда по ошибке шлёпают "фирменную" маркировку

[tremor]

А поднятие частоты преобразования не поможет?

Поднятие частоты не поможет, была бы возможность, так и бы и сделал. Мощность преобразователя 2.5кВт, и так частоту задрал до 20кГц. Кроме того увеличение частоты как раз и приводит к увеличению скорости нарастания напряжения пили на входе компаратора.
Управление организовано по среднему току в дросселе. Теорию изучил по семинарам Unitrode. В "1990 Unitrode Design Seminars - SEM700" , есть статья "Average Current Mode Control of Switching Power Supplies" by Lloyd Dixon, в которой приводится пример расчета обвязки усилителя ошибки BUCK конвертера. И первым делом рассчитывается максимальное усиление пропорциональной части. И потом уже идет расчет места положения полюсов и т.д. Я тут как мог проиллюстрировал описанное явление возникновения субгармонических колебаний при высоком усилении пропорциональной части, можно было и в Spice промоделировать, там тоже все замечательно получается.
Может, ошибаюсь в чем-то, тогда поправьте, пожалуйста.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Burner]

Получается, идея в том, чтобы напр. с усилителя ошибки менялось медленнее, чем пила? Это при насыщении этого усилителя(когда напр. между входами превышает нужное для макс/мин. выхода) или в линейном режиме?
Можно попробовать сделать на выход Г-образный ФНЧ(резистор-конденсатор). Можно просто конденсатор на выход, напряжение затормозится за счет внутр. сопротивления усилителя.
20 кГц - это самый минимум для 2,5 кВт, и то для двухтактника. У тебя двухтактник? Какая вообще структура силовой части? Красная линия - это выходной ток? Что-то он очень быстро нарастает и медленно падает.

время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа

Для двухтактной топологии довольно круто. Обычно при этом в ней происходит нарушение симметрии, и необходимо делать контроль намагничивания или симметрирование.

[tremor]

Получается, идея в том, чтобы напр. с усилителя ошибки менялось медленнее, чем пила?

Да, иначе неустойчивость.

Это при насыщении этого усилителя(когда напр. между входами превышает нужное для макс/мин. выхода) или в линейном режиме?

Картинка для линейного участка работы усилителя ошибки (0<Uусил.ошиб=Kp*(Iнаг-Iзад)<Uпит).

Можно попробовать сделать на выход Г-образный ФНЧ(резистор-конденсатор). Можно просто конденсатор на выход, напряжение затормозится за счет внутр. сопротивления усилителя.

Что по сути эквивалентно, интегральной части ПИД'а, Это замедлит реакцию обратной связи на возмущение в цепи нагрузки, и приведет к перерегулированию.

20 кГц - это самый минимум для 2,5 кВт, и то для двухтактника. У тебя двухтактник? Какая вообще структура силовой части? Красная линия - это выходной ток? Что-то он очень быстро нарастает и медленно падает.

Нагрузка стабилизатора может меняться хаотично и произвольно от КЗ до ХХ (холостого хода.) Поэтому невозможно выбрать рабочую точку стабилизатора и от неё плясать. Красная линия это ток в цепи нагрузки приведенный через усил.ошибки на вход компаратора(спадает медленно потому что напряжение на нагрузке близко к нулю ). Проблема собственно в том что работа начинается с КЗ и ток достигает минимального установленного значения (2,5А…5А) за половину такта и менее периода работы ШИМ. Тут никакие интеграторы в цепи обратной связи принципе не подходят. Увеличить индуктивность дросселя можно, но это снизит динамику реакции ИТ (источника тока) на сигнал управления, а её надо сделать предельно быстрой по возможности.
Что касается 20кГц, то этого достаточно высокая частота для IGBT-модуля, параметры пульсаций тока на частоте 20кГц полностью подходят для нагрузки во всем диапазоне токов. Двухтактные топологии отпадают сразу из-за свойств нагрузки.
Нам макетах я убедился в том что нужен именно ШИМ с максимально возможной амплитудой пилы, но все же усиление не получается сделать большим из-за приведенного эффекта.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[sahka]

привели бы полные требования нагрузки: какой сброс\наброс, за какое время, какое перерегулирование допустимо.
В сторону ЧИМа не смотрели?

[Burner]

достигает минимального установленного значения (2,5А…5А) за половину такта и менее периода работы ШИМ

Да и еще макс. скорость реакции.
Дак это.. В таких условиях категорически рекомендуется Current Mode - мгновенный, при котором триггер ШИМ сбрасывается сразу по достижении током порога. Из-за пилы в дросселе чистый Current Mode дает не очень точную установку тока, но можно смешать(суммировать) мгновенный токовый сигнал с усредненным, который у тебя уже есть. И будет тебе счастье - устойчивость, скорость и точность . Но токовый сигнал желательно брать с датчика в чопперной цепи - токового транса на стоке или шунта RS1.

ЗЫ. ШИМ без триггера(как в TL494) в данных условиях нежелателен. Да и вообще при большой мощности его использовать не стоит.

Насчет стока я погорячился - тут транс можно поцепить только на эмиттер IGBT. Если IGBT медленный, ему полезно поставить RCD снаббер - выносливость возрастет процентов на 30.

[wim]

Дак это.. В таких условиях категорически рекомендуется Current Mode - мгновенный, при котором триггер ШИМ сбрасывается сразу по достижении током порога. Из-за пилы в дросселе чистый Current Mode дает не очень точную установку тока, но можно смешать(суммировать) мгновенный токовый сигнал с усредненным, который у тебя уже есть. И будет тебе счастье - устойчивость, скорость и точность . Но токовый сигнал желательно брать с датчика в чопперной цепи - токового транса на стоке или шунта RS1.

Дак это ... у него и есть Current Mode - тока не по пиковому, а по среднему току дросселя. А щастья нет, поелику он "мгновенный" тока по входному напряжению. А изменения в нагрузке отрабатывает через усилитель ошибки (медленно и нудно). Если надо реагировать за полтакта, то лучше какой-нить вариант гистерезисного управления. Буржуины, к примеру активно продвигают sliding mode control.

[Burner]

Только по среднему не пойдет. Мгновенное по вх. напряжению - это ограничение по среднему? И где туда заводится входное напряжение?
sliding mode control - это что такое?

Релейное управление, если не тактируется - хорошо, конечно, только беспорядочное, и требует сигнал с датчика тока в паузе. Так что токовый транс не подходит.

Я тут придумал регенеративный снаббер для чоппера(подозреваю, что не я первый ). В общем, обычный снаббер с дросселем, только в 2 этажа. Если кому интересно, нарисую.

[tremor]

Насчет стока я погорячился - тут транс можно поцепить только на эмиттер IGBT. Если IGBT медленный, ему полезно поставить RCD снаббер - выносливость возрастет процентов на 30

Это сразу вызовет проблему с его ресетом (не люблю токовые трансы при D>0.5). И проблема с его размещением, так как используется IGBT-модуль (конденсатор входной как крепить?)

ЗЫ. ШИМ без триггера(как в TL494) в данных условиях нежелателен. Да и вообще при большой мощности его использовать не стоит.

Мой любимый ШИМ, его просто обвязывать надо хорошо и тогда он работает отлично, у него в отличие от многих ШИМ'ов заполнение может составлять всего 0.3%. Отсутствие тригера это конечно огромный минус, но что делать......

Дак это.. В таких условиях категорически рекомендуется Current Mode - мгновенный, при котором триггер ШИМ сбрасывается сразу по достижении током порога.

У СМ есть огромный недостаток, это помехоустойчивость. Еще ко всему прочему подмешивать пилу надо и фильтровать сигнал с трансформатора тока (что снизит время его реакции и приведет к пропускам импульсов при КЗ в цепи нагрузки). И как тут уже справедливо заметили, реакция на управляющее воздействие будет медленной.

Гистерезис отбросим сразу как никудышный вариант в плане периодичности протекающих при нем процессов.

Буржуины, к примеру активно продвигают sliding mode control.

Никогда о нем не слышал, если можно поподробней или ссылку на ресурс.

Есть еще вариант использования специального DSP процессора типа dsPIC, но это только в будущем.

Завтра выложу осциллораммы тока и напряжения нагрузки, надеюсь это прояснит задачу которую я хочу решить.


PS. Схемы снаберов прикреплю, выбирай любой, есть еще варианты в "Snubber Circuits - Theory, Design and Application"

Сообщение отредактировал tremor - Aug 27 2008, 16:42

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Burner]

Беру все . Второй - работает почти как мой, но деталюшек меньше.
А Fig 7a - это куда ставить? К чопперу приделать не получается.

"Snubber Circuits - Theory, Design and Application"

- это где взять?

Отсутствие тригера это конечно огромный минус, но что делать......

Приделать внешний. Я так пару раз делал, отличто работает. Выставлять его синхро импульсом задающего генератора, сбрасывать спадом ШИМа.
Если заполнение ШИМ будет больше 95% - ТТ не годится, согласен.
ТТ можно надеть на стойку, на которую поставить конденсатор. Конечно, индуктивность немного возрастет. Но если ток такой большой, что это мешает - можно разориться на холловский датчик тока. А с какого датчика ты сейчас снимаешь напряжение, и где он стоит?
Сигнал с трансформатора тока лучше не особо фильтровать, а бланкировать - на триггер подается импульс ЗГ 1-2 мкс, удерживающий его в сост. "1" независимо от сигнала сброса.
Потом сигнал ТТ устаканивается, импульс заканчивается. Это тоже может вызвать пропуски импульсов при КЗ - тех же 1-2 мкс. Мож., при КЗ снижать частоту(можно сделать датчик вых. напряжения, напр. на оптопаре). Можно вовсе извратиться и менять частоту пропорционально напряжению нагрузки. На динамику не повлияет, поскольку ток быстро меняется только при большом напряжении.

[sup-sup]

Интересно, что же это за устройство. Похоже на сварочник.
В UC3842, например, часто подмешивают пилу генератора к пиле токового датчика чтобы увеличить крутизну и уменьшить флуктуации. Кстати, в прямоходе эти пропуски совершенно не мешают и сними не надо и бороться, разве что выходное напряжение если нужно стабильное. В этом случае надо как можно меньше брать индуктивность дросселя, тогда и пила покруче будет, но и ток импульсный побольше. А если накопленная за цикл энергия больше, чем надо, то при размыкании нагрузки ничего не сделаешь, надо конденсатор увеличивать или частоту повышать, в общем, порции энергии уменьшать. А почему нельзя частоту поднять, из=за IGBT? Почему не применили MOSFET? Напряжение большое или цена ограничивает? Так как любую задачу можно решить несколькими способами, возможно нужно это и сделать, тогда вопрос об амплитуде пилы можно было бы обойти.

[wim]

Гистерезис отбросим сразу как никудышный вариант в плане периодичности протекающих при нем процессов.

За последние годы гистерезисное управление стало существено лучше. TI, к примеру выпускает такие контроллеры для питания процессоров, т.е. как раз для применений, где возможны скачкообразные изменения тока нагрузи. NS тож клепает контроллеры со встроеным ключом, к примеру, LM5008. Вполне прилично работают.
А sliding mode control - это разновидность того же гистерезисного управления. Попытка улучшить динамические характеристики преобразователя. Кое-что по этой теме можно, к примеру, вот здесь глянуть:
http://cktse.eie.polyu.edu.hk/mypubl.htm
http://www.ece.queensu.ca/directory/labora...blications.html
http://www.eie.polyu.edu.hk/~cktse/pdf-paper/PE-0503.pdf
http://www.elkraft.ntnu.no/norpie/10956873...to%20Norpie.pdf
http://www.dei.unipd.it/~pel/Articoli/1997/Cobep/Cobep97.pdf