Управление импульсным стабилизатором от МК, Вопрос, граничащий с идиотизмом. Опции

[EXeGLuMATOR]

Приспичило создать чудо стабилизатор. Дел особо с ними не имел, за исключением типовых конструкций. Вроде с виду все просто, но добиться желаемого не получается. Может просто мозг замылился.
Имеется импульсник. LM5118
В типовой его схеме включения. (стр. 23)
Как можно с помощью внешнего контроллера и ЦАП задавать ему напряжение
выходное? Но не просто так - МК никак не влияет на его работу. Т.е. Импульсник
стартует скажем с 10в.
МК не проиничен, соотв на выходе ЦАП (допустим R2R) болтаетсячто-то около 3.3в (+/-, за счет подтяжек).
Инитим МК - соотв на выходе ЦАП напряжение может меняться в пределах
3.3-0в. Это изменение должно вызывать изменение выходного напряжения
стабилизатора в пределах 10-16в. Но при этом МК никак не
вмешивается в работу стабилизатора. Тупо задал напряжение (приращение) ЦАПом и все.
Ну чисто для себя проконтролировал что оно в допуске на выходе. Т.е.
при этом все схемы управления стабилизатором работают как работали, МК
задает только смещение напряжения вверх от стартового уровня. В цепи
обратной связи и слежении за выходным напряжением МК не участвует.

Вроде ничего сложного - операционник, сравнение напряжений - но нифига
не могу получить нужный результат - получается триггер Либо 0 на
выходе, либо полное напряжение. Убил 3 дня, перерыл инет - результат
0. Не хватает фундаментальных знаний про операционники и опыта их практического использования.
Точности никакой не нужно - т.е. важен сам факт увеличения/уменьшения
напряжения ЦАПом в нужных пределах, желательно +/- линейно.

[maugli]

Вот решение от MAXIM DS4412 Dual-Channel, I²C Adjustable Sink/Source Current DAC .

[stells]

Вот решение от MAXIM

или нижний резистор делителя ОС снять с земли и подключить к выходу ЦАП, резисторы ОС пересчитать

[EXeGLuMATOR]

Вот решение от MAXIM DS4412 Dual-Channel, IІC Adjustable Sink/Source Current DAC .

Точно. Это был-бы идеальный вариант. Жалко в нашей провинции материализовать их вряд-ли удастся. Заказывать специально как-то накладно, а ближайшая оказия неизвестно когда.

Будем попробовать вариант с ЦАП в нижнем плече. Вопрос только в том, насколько это может повредить контроллеру - таки что будет подключаться к стабилизатору и какие там будут чудеса - неизвестно... Можно правда поставить внешний буфер.

[dinam]

или нижний резистор делителя ОС снять с земли и подключить к выходу ЦАП, резисторы ОС пересчитать

Делал внешнее управление выходным напряжением для ADP2114. Если хотите линейность, то реализуйте на n-p-n транзисторе и ОУ классический источник тока. Т.е. ЦАПом управляете величиной выходного тока источника тока, который включен вместо нижнего резистора.

[stells]

Если хотите линейность, то реализуйте на n-p-n транзисторе и ОУ классический источник тока.

нелинейность можно устранить таблично

[EXeGLuMATOR]

Делал внешнее управление выходным напряжением для ADP2114. Если хотите линейность, то реализуйте на n-p-n транзисторе и ОУ классический источник тока. Т.е. ЦАПом управляете величиной выходного тока источника тока, который включен вместо нижнего резистора.

Попробовал в Протеусе - в целом то, что нужно, хоть и деталей больше. Вместо LM5118 - операционник, с соотв смещением. Понять смысл думаю можно и так. Во вложении проектик.
Но сложно вывести все на нормальный уровень работы - какая-то странная нелинейность. Старший (6-й) разряд ЦАП значит меньше, чем 5-й. Может конечно особенности симулятора, но странно. В транзистор использовал BC846 - из того, что есть в наличии, чтобы в случае удачной симуляции не бегать и не искать ничего. Хотя может лучше использовать что-то другое? Заложу в девайс наверное и DS4412 и схему с источником тока. На прототипе не важно, а в конечном изделии оставлю то, что лучше себя зарекомендует. Хотя DS4412 - вроде как экономичней по портам, но всего 15 значений ЦАП - хотелось-бы более плавной регулировки.
А если оптрончиком каким регулировать? Заодно и развязка МК от импульсника получится.

Прикрепленные файлы

 Controller.zip ( 17.16 килобайт ) Кол-во скачиваний: 45

 

[maugli]

Хотя DS4412 - вроде как экономичней по портам, но всего 15 значений ЦАП - хотелось-бы более плавной регулировки.

1. А запараллелить оба канала . Причём с разным шагом ?

2. А использовать другой ЦАП из серии DS44xx ?

3. А поискать у других производителей ?

Только определитесь предварительно с параметром "Full-Scale Current" .

[EXeGLuMATOR]

1. А запараллелить оба канала . Причём с разным шагом ?

2. А использовать другой ЦАП из серии DS44xx ?

3. А поискать у других производителей ?

Только определитесь предварительно с параметром "Full-Scale Current" .

Да это все само собой.

Проще конечно взять микрушку и тупо воткнуть. Хочется не просто все это решить как-то, а еще и разобраться в теме более подробно. Мне на данном этапе не совсем ясен затык с источником тока.
Еще хотелось бы узнать мнение о регулировке на оптроне. Насколько применимо такое решение в данном случае. И оптрон, насколько я понимаю также нужно питать от источника тока? Не хотелось бы городить лишнего.

[domowoj]

А оптрон-то зачем?

[vao]

А какой диаппазон регулировки ?
Вообще это делается просто:
Со своего ЦАП, через обычный буфер и резистор подаете сигнал в точку между R5 и R6 (стр. 9).
В вашем случае между R8 и R9.
Тольконеобходимо обратную связь пересчитать и скорректировать полюса и нули (стр 19).
В результате получите схему с двумя источниками напряжения и тремя резисторами. Задача сводится к правильному расчету резисторов и как следствие к нужному потенциалу в точке между R5, R6 и вашим резистором (FB).
Линейность и точность зависит только от точности резисторов, ЦАП и Операционника (в основном).

Пример в прикрепл. файле.

Сообщение отредактировал vao - Mar 14 2011, 18:13

Эскизы прикрепленных изображений

 

[EXeGLuMATOR]

А оптрон-то зачем?

Исключительно для упрощения (может быть) и для закрепления понимания сути происходящего. Ну нет у меня академических знаний в этой области. Все - самостоятельно. Иногда путем
Надо-ж теоретически обоснованное объяснение, закрепленное экспериментом.

[dinam]

нелинейность можно устранить таблично

Тут вот ещё в чем дело. В случае применения ЦАПа с voltage output ухудшается коэффициент стабилизации по напряжению, надо применять DIGITAL POTENTIOMETERS. Чтобы улучшить стабильность, надо нижний резистор заменить на источник тока.

Попробовал в Протеусе - в целом то, что нужно, хоть и деталей больше. Вместо LM5118 - операционник, с соотв смещением. Понять смысл думаю можно и так. Во вложении проектик.
Но сложно вывести все на нормальный уровень работы - какая-то странная нелинейность. Старший (6-й) разряд ЦАП значит меньше, чем 5-й. Может конечно особенности симулятора, но странно. В транзистор использовал BC846 - из того, что есть в наличии, чтобы в случае удачной симуляции не бегать и не искать ничего. Хотя может лучше использовать что-то другое? Заложу в девайс наверное и DS4412 и схему с источником тока. На прототипе не важно, а в конечном изделии оставлю то, что лучше себя зарекомендует. Хотя DS4412 - вроде как экономичней по портам, но всего 15 значений ЦАП - хотелось-бы более плавной регулировки.

Если предположить что вы не ошиблись в схеме и применили идеальный ОУ , то на нелинейность может влиять зависимость коэффициента передачи по току транзистора. Которая зависит и от напряжения коллектор-эмиттер и тока коллектора, попробуйте заменить на BC846С (с буквой С) должно стать немного получше. Насчет 5-6 разрядов это что-то из области фантастики, где-то ошибка.

А если оптрончиком каким регулировать? Заодно и развязка МК от импульсника получится.

Совсем не понял зачем это надо.

[Microwatt]

Ох, каких же сложностей люди сами себе не напридумают....
Подайте с ЦАП напряжение через сумматор на резисторах на вход обратной связи стабилизатора. так, чтобы его напряжение в точке деления складывалось с напряжением ОС.
Если будете менять напряжение ЦАП от нуля до опорного напряжения ОС - напряжение стабилизатора будет расти. При дальнейшем росте напряжения ЦАП - падать.
А как круто и линейно - разберитесь с токами в точке суммирования. В конце-концов, говорится, что есть обратная связь , можно узнать результат по АЦП. Тогда нелинейность выберется.
А зачем это все вообще нужно? Задать на стенде питание с допусками?

[dinam]

Ох, каких же сложностей люди сами себе не напридумают....

Ну для меня это не сложно. Наоборот, на мой взгляд я применил красивое решение. Стоимость и количество деталей в моём случае решающего значения не имеет. А вот ваше решение мне совсем не нравится, почему смотри выше.

[Microwatt]

Наоборот, на мой взгляд я применил красивое решение. Стоимость и количество деталей в моём случае решающего значения не имеет. А вот ваше решение мне совсем не нравится, почему смотри выше.

Понял, вычеркиваю.

[EXeGLuMATOR]

Вижу тема интересная.
Пока, по результатам моделирования, лучшее и наиболее стабильно работающее решение - с источником тока на операционнике и транзисторе. Большой плюс в том, что например пока управляющий контроллер не инициализирован (если "инвертировать" выход ЦАП операционником, т.е. 0 на ЦАП соответствует 3.3в на выходе - их все равно 2, как правило в корпусе) то схема управления не вносит никаких погрешностей в работу стабилизатора. Возможны нюансы на крайних верхних значениях ЦАП - но это решается правильным выбором транзистора. Пока правда не нашел как это можно просчитать и выбрать "по науке". В остальном-же делитель обратной связи стабилизатора считается без отклонений от даташита.
Самый простой-же способ - это DS4412. Единственный недостаток - она стартует с тока 0.5ма - а это много... если объединять 2 канала - то это уже 1ма. Но с другой стороны - делитель считается на очень маленькое напряжение выхода. И так-же микрушка не влияет на остальную схему пока не проинитишь. И всего 2 ножки на управление, что тоже +. И цена - как за нормальный операционник, только без лишнего гемора.
В принципе приемлемой (для данной задачи) точности можно добиться номиналами со стандартного ряда и без супер-пупер допуска.

[dinam]

Вижу тема интересная.
Пока, по результатам моделирования, лучшее и наиболее стабильно работающее решение - с источником тока на операционнике и транзисторе. Большой плюс в том, что например пока управляющий контроллер не инициализирован (если "инвертировать" выход ЦАП операционником, т.е. 0 на ЦАП соответствует 3.3в на выходе - их все равно 2, как правило в корпусе) то схема управления не вносит никаких погрешностей в работу стабилизатора. Возможны нюансы на крайних верхних значениях ЦАП - но это решается правильным выбором транзистора. Пока правда не нашел как это можно просчитать и выбрать "по науке". В остальном-же делитель обратной связи стабилизатора считается без отклонений от даташита.

Я себе сделал, чтобы при включении на выходе было минимальное напряжение, удалось обойтись одним ОУ . Не совсем понял про нюансы, вы про насыщение транзистора?

[EXeGLuMATOR]

Я себе сделал, чтобы при включении на выходе было минимальное напряжение, удалось обойтись одним ОУ . Не совсем понял про нюансы, вы про насыщение транзистора?

Да. Наверное это оно. Я в железе не пробовал, а модели в протеусе не совсем адекватные видимо, да и не на все элементы есть. По этому трудно судить, в чем проблема - но при активации старших значащих разрядов на ЦАП - все сразу уходит на максимальный уровень и не регулируется никак. Хотя ЦАП отрабатывает без вопросов. И просчитать это все как-то тоже не совсем для меня понятно как.
В общем остановился пока на DS4412. Там как раз и по ногам впритык получается - на R2R надо слишком много ног. И расчет всех параметров не шибко мутный.

[dinam]

Я моделирую в Micro-Cap 9.0.7.0. У меня всё нормально. Могу на вашу схемку посмотреть, если приложите в каком-нибудь jpeg виде, может чего подскажу.