Нестабильность Uвых, UC1844 Опции

[vlvl@ukr.net]

Flybak, Частота ключа Fs=116кГц исходя из этого частота полюса Fp=Fs/4=29кГц.
Тогда Fp=1/2pi*R2*C1 (R2=56kOm, C1=100пФ). Частота нуля беру Fc=110кГц<Fs,Fc=1/2*pi*R1*C1 (R1-15kOm). В этом случае ШИМ "стабильный" при любых изменениях нагрузки. Напряжение на датчике тока Vp<=0,5В
Вопрос - Как добится более высокой стабилизации источника? На сколько я понимаю стабилизация по выходу напрямую будет зависить от коэффициента усиления усилителя ошибки, а он равен A=R2/R1=3,7. Если я хочу его увеличить то должен отойти от расчетных значений R1 и R2, но в этом случае у меня наблюдается срыв ШИМа. Посоветуйте, что делать? Может изменить цепь коррекции?

[SmartRed]

Ну почему не подскажет

Ваша ошибка в том что нужно при замыкании ОС смотреть на АЧХ всего контура регулирования, а не на отдельный элемент.

Чтобы давать советы приведите схему всего источника.

Flybak, Частота ключа Fs=116кГц исходя из этого частота полюса Fp=Fs/4=29кГц.
Тогда Fp=1/2pi*R2*C1 (R2=56kOm, C1=100пФ). Частота нуля беру Fc=110кГц<Fs,Fc=1/2*pi*R1*C1 (R1-15kOm). В этом случае ШИМ "стабильный" при любых изменениях нагрузки. Напряжение на датчике тока Vp<=0,5В

Насчет полюса согласен. А нуля там никакого нет! Есть изменение коэфф. усиления каскада.

Вопрос - Как добится более высокой стабилизации источника? На сколько я понимаю стабилизация по выходу напрямую будет зависить от коэффициента усиления усилителя ошибки, а он равен A=R2/R1=3,7. Если я хочу его увеличить то должен отойти от расчетных значений R1 и R2, но в этом случае у меня наблюдается срыв ШИМа. Посоветуйте, что делать? Может изменить цепь коррекции?

Вас не устраивает стабильность по постоянному току, подавление 100Гц пульсаций, или может переходная характеристика при импульсном изменении нагрузки ?

Так это у вас УСО ? А что же тогда находится до оптопары ?

Если не устраивает подавление пульсации обычно поднимают петлевое усиление на соответствующих частотах.
Если не устраивает стабильность по постоянке, вводят астатизм нулевого порядка (если оного еще нет).
Если не устраивает переходная характеристика оптимизируют ОС либо меняют топологию преобразователя.

[vlvl@ukr.net]

Чтобы давать советы приведите схему всего источника.

>>>  _Sheet1_.pdf ( 52.19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 322

Насчет полюса согласен. А нуля там никакого нет! Есть изменение коэфф. усиления каскада.

Да, насчет нуля я погорячился , частота среза Fc.

Вас не устраивает стабильность по постоянному току, подавление 100Гц пульсаций, или может переходная характеристика при импульсном изменении нагрузки ?

Неустраивает :
1.не устраивает стабильность по постоянному току, с ростом температура(макс.рабочая 130С), выходное напряжение немного плывет. Данная проблева устроняется если увеличить А=R2\R1. Увеличивая R2 или уменьшая R1, вызываю нестабильность ШИМа.
2. реакция на импульсное изменение нагрузки

Если не устраивает стабильность по постоянке, вводят астатизм нулевого порядка (если оного еще нет).

Прошу прощения за глупый вопрос, что такое астатизм и зачем он нужен?

Если не устраивает переходная характеристика оптимизируют ОС.

На мой взгляд это самый интерестный вопрос, каким образом проводится оптимизация ОС?

[SmartRed]

Неустраивает :
1.не устраивает стабильность по постоянному току, с ростом температура(макс.рабочая 130С), выходное напряжение немного плывет. Данная проблева устроняется если увеличить А=R2\R1. Увеличивая R2 или уменьшая R1, вызываю нестабильность ШИМа.
2. реакция на импульсное изменение нагрузки

1. Стабильность какого напряжения вас не устраивает (приведите цифры)

Вы стабилизируете в основном +15 с небольшим довеском +5 . Вы это и измеряете ?
У TL431 темп. коэфф. порядка 30 ppm/C. при ста градусах имеем 0.3% это не оно ?

2. Опять таки в цифрах можно ?

Прошу прощения за глупый вопрос, что такое астатизм и зачем он нужен?

Астатизм нулевого порядка это полюс в петлевом усилении на нулевой частоте
(идеальный интегратор). В реальных схемах этого конечно строго добиться нельзя (т.к. ОУ имеют большое, но конечное усиление по постоянному току), но можно сильно задрать петлевое усиление на постоянном токе.

В вашей схеме УСО сделан на TL431 и емкость С16 как раз этим и занимается.

Замечания по схеме:
1. Так как УСО у вас внешний, предлагаю внутренний УСО заблокировать: ногу 2 DA1 заземлить. R8 R9 C20 выкинуть, ногу 2 оптрона соединить с ногой 1 DA1, ногу 4 заземлить. R15+R16 включить между ногами 1 и 8 DA1. Между ногами 1 и 5 DA1 включить емкость. Полюс в районе частоты преобразования.
Кстати, подгонять в этом месте резисторы до такой точности полный бред, т.к. разброс коэфф. передачи оптрона плюс минус лапоть и зависит от тока и температуры.

2. Если источник питается от выпрямленной сети то применять оптрон MCT4 нельзя из соображений электробезопасности, да и коэффициент передачи у него маловат.

3. К чему эта сложная схема запуска по питанию ? Можно умеличить С6 в несколько раз и хватит собственного гистерезиса шим контроллера.
Или вам нужно быстрое время старта ?

4. Последовательно с VD5 полезно влючить резистор ом 50 - 100. Уменьшает изменение напряжения питания DA1 в различных режимах.

5. Цепь ограничения напряжения на стоке VT5 необходима!
Ремонтировал я как то ИБП фирмы Artesyn (стоит в Tektroonix TDS30XX).
Там тоже напряжение ограничивалось лишь лавиной полевика.
Горят эти блоки. Я знаю еще пару случаев выгорания данных ИБП.

6. У вас в схеме (кстати кто ее разрабатывал, в смысле считал) применяется
двухконтурная ОС по напряжению. Первый контур непосредственно с +5В
через через R27 и оптрон. Второй контур через УСО стабилизация в основном по 15 вольтам.
Вобщем геморрой сплошной. И заставить грамотно ее работать это шаманство.

Я бы сделал классический вариант однопетлевой ОС, смотрите мой пример.
там правда прямоход, но реализация УСО классическая.

По расчету рекомендую вникнуть в документы SLUP067 - SLUP071.
Эти апликухи от Unitrode ищите в KnowledgeBase на www.ti.com с помощью Document Finder.

Прикрепленные файлы

 SMPS.pdf ( 11.68 килобайт ) Кол-во скачиваний: 139

 

[vlvl@ukr.net]

1. Стабильность какого напряжения вас не устраивает (приведите цифры)

Вы стабилизируете в основном +15 с небольшим довеском +5 . Вы это и измеряете ?
У TL431 темп. коэфф. порядка 30 ppm/C. при ста градусах имеем 0.3% это не оно ?
2. Опять таки в цифрах можно ?

К сожалению на схеме была ошибочка,R38=100кОм, R41=20 кОм. При монтаже они бали исправлены, а на схеме я забыл это сделать.
На данный момент изменил R38=150 кОм, R41+R42=15,62 кОм. Тем самым добился +5В (+- 6%), +15В(-10%+20%), при сопротивлении нагрузки
+5В (4,9...160Ом), +/- 15В (50...300Ом). Соотношение тока в делителе 160\90мкА.
Сейчас является неудовлетворительной только одна точка, +5В(4,9Ом) и +\-15В (300 Ом). В этом случае в цепи 15В напряжение выскакивает до 18В, что не есть хорошо, т.е. мы имеем +5В МАХ нагрузка, +\-15В МИН нагрузка. На крайний случай с этим смирится можно, хотя интересней было бы загнать в коридор +\-10%.

Замечания по схеме:
1. Так как УСО у вас внешний, предлагаю внутренний УСО заблокировать:  ногу 2 DA1 заземлить. R8 R9 C20 выкинуть, ногу 2 оптрона соединить с ногой 1 DA1, ногу 4 заземлить. R15+R16 включить между ногами 1 и 8 DA1. Между ногами 1 и 5 DA1 включить емкость. Полюс в районе частоты преобразования.
Кстати, подгонять в этом месте резисторы до такой точности полный бред, т.к. разброс коэфф. передачи оптрона плюс минус лапоть и зависит от тока и температуры.

Данные замечания сейчас реализовать не представляется возможным, ибо уже готова плата. Однако в ближайшее время я попытаюсь их реализовать на макете, темболее что замечены некоторые непророботки данной схемы.

2. Если источник питается от выпрямленной сети то применять оптрон MCT4 нельзя из соображений электробезопасности, да и коэффициент передачи у него маловат

.
Запитка от своей кабельной линии, +160...240В.К сожалению это единственный оптрон который смогли найти на такую рабочую температуру.

3. К чему эта сложная схема запуска по питанию ? Можно умеличить С6 в несколько раз и хватит собственного гистерезиса шим контроллера.
Или вам нужно быстрое время старта ?

Именно, требуется бастрое время время.

5. Цепь ограничения напряжения на стоке VT5 необходима!
Ремонтировал я как то ИБП фирмы Artesyn (стоит в Tektroonix TDS30XX).
Там тоже напряжение ограничивалось лишь лавиной полевика.
Горят эти блоки. Я знаю еще пару случаев выгорания данных ИБП.

Согласин, нужно блокировать включение микросхемы. Тогда в аварийном режиме система попросту не запустится.

6. У вас в схеме (кстати кто ее разрабатывал, в смысле считал) применяется
двухконтурная ОС по напряжению. Первый контур непосредственно с +5В
через через R27 и оптрон. Второй контур через УСО стабилизация в основном по 15 вольтам.
Вобщем геморрой сплошной. И заставить грамотно ее работать это шаманство.

Да вобщем то мне ее считать и пришлось. Так как в свое время был большим поклонником ТОР, оттуда эта привязанность и пошла.
По поводу гемороя, возможно, но скорее всего это от моей рассеяннояти, хочется как лучше, а получается как всегда.

За ссылки спасибо, уже выкачал все семинары.

[vlvl@ukr.net]

К стате, вопрос - каковы правила выбора полюса в цепи усилителя ошибки?
В апноуте U-100A его находят, как Fp=Fs\4. В других апликейшенах - это и
Fp=Fs\pi и гдето встречал рекомендации Fp=Fs\2. Так, как же правильно?
Хотя если посмотреть доку на UC1844, в конце они приводят примерчик со схемой и там Fp=Fs\4.

[SmartRed]

К стате, вопрос - каковы правила выбора полюса в цепи усилителя ошибки?
В апноуте U-100A его находят, как Fp=Fs\4. В других апликейшенах - это и
Fp=Fs\pi и гдето встречал рекомендации Fp=Fs\2. Так, как же правильно?
Хотя если посмотреть доку на UC1844, в конце они приводят примерчик со схемой и там Fp=Fs\4.

Вообщето при расчете ОС выбирают не частоту полюса, а частоту единичного усиления в петле обратной связи ( с учетом коэффициента передачи силы).

Собственно говоря, удаление этой частоты от Fs/2 определяет насколько точно теория авторегулирования непрерывных систем будет описывать поведение импульсной системы. Я встречал упоминание об Fs/4 как о крайнем случае, дальше полный бардак.
Я как правило закладываю Fs/10. Так больше предсказуемости.
В какойто отечественной литературе встречал рекомендацию не больше чем Fs/20 для хорошей точности соответствия непрерывным моделям.

Полюс на частотах порядка Fs/2 - Fs вводят для подавления импульсного шума в УСО и он не должен влиять на подавление пульсаций или отклик на переходные процессы в нагрузке.