DC/DC - регулируемый Опции

[Stanislav_S]

Собственно вознкла такая задача, для внутренних нужд родной фирмы решено сделать стенд. Один из каналов сего девайса, должен выдавать 30 - 1500 VDC - 10 мА. Хочу посоветоваться с умными людьми, как реализовать данное пожелание. Исходные данные такие:
- напряжение питания 24 В ( пока ориентировачно, поскольку там еще будут другие каналы)
- выходное напряжение 30 - 1500 В - постоянки, обратная связь будет как минимум через АЦП, которое будет мерять выходное напряжение
- вых то 10 ма - при 1500В
- гальваническая развязка - желательна, все таки 1,5 кВ.
- защита по току
- регулировка с помощью ЦАП или цифрового потенциометра
- проект единичный, поэтому цена особо не беспокоит ( в разумный пределах разумеется)
Собственно что - то подобное я уже делал, правда на 500 В, там обошелся пушпулем без ОС и защиты по току, просто регулировал питание ключей через LM317, все работает нормально, правда заточено под конкретный девайс. Такая топология в данном случае не очень нравится по многтим причинам.
Отсюда такие вопросы:
- какую топологию посоветуете в данном случае?
- элементная база, особенно беспокоят выходные диоды, быстрых диодов на 2 кВ не встречал

[Vlas]

На такую мощь имхо TL494 подойдет (или 598, чтоб не морочиться с драйверами), нет особой потребности делать current mode. Есть в ней второй операционник, завести сигнал с датчика тока ключей - будет защита (не ограничение). Для передачи аналогового напряжения (не ошибки. Это если уж совсем хочется) нужен оптрон с двумя фотодиодами, схему включения попозжее приатачу.
Хотя я б стабилизировал аналоговым путем, а АЦП чтоб только мерял.
Транс - можно несколько (2 или 3, а там - как фантазии хватит), вторички соединять в послед.
Пока идей больше нет.

[Stanislav_S]

На такую мощь имхо TL494 подойдет (или 598, чтоб не морочиться с драйверами), нет особой потребности делать current mode. Есть в ней второй операционник, завести сигнал с датчика тока ключей - будет защита (не ограничение). Для передачи аналогового напряжения (не ошибки. Это если уж совсем хочется) нужен оптрон с двумя фотодиодами, схему включения попозжее приатачу.
Хотя я б стабилизировал аналоговым путем, а АЦП чтоб только мерял.
Транс - можно несколько (2 или 3, а там - как фантазии хватит), вторички соединять в послед.
Пока идей больше нет.

Стабилизацию именно хотелось бы аналоговым путем, то есть задавая уставку допустим потенциометром. Во всяком случае на столе лежит Траковский модуль где именно так и сделано. Нехочется делать ОС через МК ибо чувствую там больше головной боли чем плюсов. Достаточно того что он будет мерять выходное и корректировать уставку. Трансов можно и несколько, устройство несерийное - стерпит

Если у Вас первичный источник защищен от короткого, то ничего с IR2153 и ключами при нем не случится. Если, конечно, выходные конденсаторы там по минимуму, а не тысячи микрофарад. Никаких заумных драйверов и ШИМов к нему не нужно.
Конечно КРЕНка в качестве первичного стабилизатора 0-24В или 0-48вольт... ну, все-таки не каменный век. Можно и понижающий импульсник сделать.

Про первичный источник еще не думал, но поскольку у меня там будут еще достаточно тяжелые в плане потребления каналы, то стабилизатор с защитой по току, пока туда не вписывается, в принципе, наверно эту функцию можно возложить на понижающий импульсник. Собственно если регулировать через понижающий, то какова там схемотехника будет? допустим просто менять сопротивление в делителе ОС, либо будет что то хитрее? Просто опыта в данном вопросе нет, вот и спрашиваю.

[Microwatt]

Про первичный источник еще не думал, но поскольку у меня там будут еще достаточно тяжелые в плане потребления каналы, то стабилизатор с защитой по току, пока туда не вписывается, в принципе, наверно эту функцию можно возложить на понижающий импульсник. Собственно если регулировать через понижающий, то какова там схемотехника будет? допустим просто менять сопротивление в делителе ОС, либо будет что то хитрее? Просто опыта в данном вопросе нет, вот и спрашиваю.

Да, регулировать делитель в ОС понижающего импульсника. Правда, вряд ли удастся таким способом гонять выход в отношении 1500/30=50. Возможно, переключением обмоток в пушпуле придется 2-3 поддиапазона сделать. Можно коммутировать вторичку. Там одна обмотка с отводами и ток небольшой.
Только не вздумайте делать это на маломощных реле. Дуга прошьет разомкнутые контакты на раз. Если при таком напряжении где-то прошило, то дуга миллиметров 8-10 устойчиво тянется. Об этом нужно помнить и при разводке платы и для прочих компонентов.

[Vlas]

Да, регулировать делитель в ОС понижающего импульсника. Правда, вряд ли удастся таким способом гонять выход в отношении 1500/30=50. Возможно, переключением обмоток в пушпуле придется 2-3 поддиапазона сделать. Можно коммутировать вторичку. Там одна обмотка с отводами и ток небольшой.
Только не вздумайте делать это на маломощных реле. Дуга прошьет разомкнутые контакты на раз. Если при таком напряжении где-то прошило, то дуга миллиметров 8-10 устойчиво тянется. Об этом нужно помнить и при разводке платы и для прочих компонентов.

В случае нескольких трансов мне видится коммутация первичек. Они в параллель соединены. Просто отключением вторички не обойдешься, надо в таком случае отключать весь трансформатор.
А группированием трансов и в серийных устройствах не брезгуют. Даже в ширпотребе Интеллектуальные затраты ценят

[Microwatt]

В случае нескольких трансов мне видится коммутация первичек. Они в параллель соединены. Просто отключением вторички не обойдешься, надо в таком случае отключать весь трансформатор.

Вы порисуйте, проверьте это хоть на каком макетике. Потом можно советовать впараллель трансформаторы подключать. Или высказана идея Вами не совсем понятно....
Почему нельзя ОТВОДЫ вторички коммутировать, а нужно трансформаторы целиком?
В крайнем случае, можно и отводы первички коммутировать. В еще более крайнем - даже полумост по первичной пробовать. Тогда один отвод можно коммутировать.

[Vlas]

Вы порисуйте, проверьте это хоть на каком макетике. Потом можно советовать впараллель трансформаторы подключать. Или высказана идея Вами не совсем понятно....
Почему нельзя ОТВОДЫ вторички коммутировать, а нужно трансформаторы целиком?
В крайнем случае, можно и отводы первички коммутировать. В еще более крайнем - даже полумост по первичной пробовать. Тогда один отвод можно коммутировать.

Да не обязательно это нужно.
Примерно такое я имел ввиду. Это порезаный вариант модельки.


Есть вариант с десятью трансами
Достоинства такого решения - меньше вторички мотать на каждый из трансов, со всеми вытекающими.

[Guest_orthodox_*]

Да не обязательно это нужно.
Примерно такое я имел ввиду. Это порезаный вариант модельки.


Есть вариант с десятью трансами
Достоинства такого решения - меньше вторички мотать на каждый из трансов, со всеми вытекающими.

Дык, еще есть схема ТДКС - не помню, как там все расположено, но диоды относительно низковольтные...

В ранних версиях делалось умножение на 6 или 8 даже. Но там ОС с задержкой в несколько тактов, трошки повозиться с коррекциями пришлось.

Хорошо помогает опережающая коррекция прямо с обмотки в точку суммирования...В прямоходах тоже оно, там по жизни отставание по фазе на 2 порядка, а расчитывать на ESR как гарант стабильности, как иногда советуют - в большой серии бред, да и крайне неудобен расчет ...

[wim]

... Хорошо помогает опережающая коррекция прямо с обмотки в точку суммирования...В прямоходах тоже оно, там по жизни отставание по фазе на 2 порядка, а расчитывать на ESR как гарант стабильности, как иногда советуют - в большой серии бред, да и крайне неудобен расчет ...

Это Вы че-то загнули про 2 порядка - в силовой части с управлением по току всего-то 90 гр., с управлением по напряжению - 180 гр. Вполне терпимо. Можно и без опережающей обойтись - она ить ишо и пульсации на частоте коммутации туда добавит. С ними еще бороться.

[Guest_orthodox_*]

Это Вы че-то загнули про 2 порядка - в силовой части с управлением по току всего-то 90 гр., с управлением по напряжению - 180 гр. Вполне терпимо. Можно и без опережающей обойтись - она ить ишо и пульсации на частоте коммутации туда добавит. С ними еще бороться.

Неа... когда я про конкретные решения говорю - я не загибаю, нет привычки.
А есть привычка тщательно тестировать, моделировать и сравнивать результаты, что есть-то есть...
Опережающую коррекцию на втором порядке юзаю где-то с 1991 года, на тактовых от 1мгц и ниже до 100.
Естественно, много возможных применений исследовал,
в том числе для дельта-сигма АЦП с параметрической адаптацией (так их и не повторили, а секрет был именно в коррекции, практически из нее он и состоял...)

180гр , мягко говоря, многовато... Можно, конечно, быстродействие задавить...
И получить выброс при включении и перезапуск с выбросами на XX...
А можно сделать мягко, от нуля нагрузки, с плавным переходом в пропуск тактов с распылением спектра...
И без выбросов при резком сбросе и при запуске со старта...

Короче, на ФЧХ можно делать "яму" теоретически и более 180 , однако на практике выше чем 157-160 гр - нестабильно.
На краю диапазона естественно, надо выходить поближе к 90. Никогда не понимал, почему - вроде сама тактовая дает отставание
на какую-то величину...Но так вот оно обстоит...

[wim]

Неа...

Я дико извиняюсь, но не поясните ли в таком случае, что есть "порядок" фазы? Обычно фаза измеряется в градусах, порядок величины - это по отношению к чему-то, взятому за эталон.

[Guest_orthodox_*]

Я дико извиняюсь, но не поясните ли в таком случае, что есть "порядок" фазы? Обычно фаза измеряется в градусах, порядок величины - это по отношению к чему-то, взятому за эталон.

У меня с терминологией проблемы, жаргон такой локальный...Матом я понятнее излагаю, но мне запретили
Я имел в виду фильтр второго порядка - в прямоходе один порядок - это дроссель, второй - емкость.
Если б не было ESR у емкости - вообще не корректируется. Но не включать же для коррекции ФЧХ дополнительное сопротивление
в цепь емкости, пульсации увеличивать? Потому корректируем на опережение. Есть, конечно, рекомендации опережающей коррекции
с верхнего плеча делителя, но там же ж уже все отставшее, потому результат мизерный...Хотя нельзя сказать, что нету никакого

[wim]

У меня с терминологией проблемы, жаргон такой локальный...Матом я понятнее излагаю, но мне запретили
Я имел в виду фильтр второго порядка - в прямоходе один порядок - это дроссель, второй - емкость.
Если б не было ESR у емкости - вообще не корректируется. Но не включать же для коррекции ФЧХ дополнительное сопротивление
в цепь емкости, пульсации увеличивать? Потому корректируем на опережение. Есть, конечно, рекомендации опережающей коррекции
с верхнего плеча делителя, но там же ж уже все отставшее, потому результат мизерный...Хотя нельзя сказать, что нету никакого

Ага, с терминологией понятно. Но сдается мне, что Ваша коррекция с опережением - то же самое, что "подача сигнала вперед", по-буржуйски voltage feedforward. Есть ШИМ-контроллеры, где это встроено внутри, только они берут прям входное напряжение (без импульсов коммутации и прочего мусора). Эта штука помогает при большом диапазоне изменения входного напряжения (стабилизирует усиление). А вот на изменение тока нагрузки практически никак не реагирует, потому что хоть вторичная обмотка транса, хоть входной источник питания - все это источники напряжения и то, что происходит после фильтра, на них никак не повлияет (разве что эффектами 2 порядка малости).

Можно и с верхнего плеча. Корректирующее звено существенно влияет на фазу сигнала в пределах плюс-минус декады от частоты среза независимо от других звеньев. Если, конечно, они независимы, но здесь - таки да, поскольку подключено оно к низкоимпедансному выходу источника питания, а "нагружено" высокоимпедансным входом усилителя ошибки.

[Guest_orthodox_*]

Можно и с верхнего плеча.

Очень распространенное мнение...Я бы сказал - тотально распространенное...
Но это не эквивалентно, слишком много в этой точке уже отстало...Типо ГВЗ называеццо, и не лечиццо.
Лучше обойти и выйти пораньше, где еще не отстало так сильно...

PS Я имел в виду, что если сигнал пропустить через цепочку , котрая даст отставание по фазе, а затем - через цепочку с симметричным опережением по фазе - то относительно входа выход все равно уже не восстановится - запаздывать будет... Во избежание непоняток рассматривать на какой-то отдельной частоте, как частный случай. Ну а для стабильности цепей ОС лучше размышлять понятием запаздывания, чем фазы... Опять же, практика хорошо подтверждает...
PPS Предыдущий пример - все равно как применять - неминимально фазовые или минимально фазовые цепочки...

[wim]

Очень распространенное мнение...Я бы сказал - тотально распространенное...
Но это не эквивалентно, слишком много в этой точке уже отстало...Типо ГВЗ называеццо, и не лечиццо.
Лучше обойти и выйти пораньше, где еще не отстало так сильно...

PS Я имел в виду, что если сигнал пропустить через цепочку , котрая даст отставание по фазе, а затем - через цепочку с симметричным опережением по фазе - то относительно входа выход все равно уже не восстановится - запаздывать будет... Во избежание непоняток рассматривать на какой-то отдельной частоте, как частный случай. Ну а для стабильности цепей ОС лучше размышлять понятием запаздывания, чем фазы...

Получаеццо, я ортодоксальнее самого orthodoxа, поелику придерживаюсь классицкой теории (тотально распространенной). Не вижу, чем нам (Вам) может помешать ГВЗ - это ж таки источник питания, а не хи-фи усил . Все, что между нулем и частотой единичного усиления нас ваще не должно волновать (ну, в первом приближении не должно). Кстати, почему непременно "групповое" ВЗ (а не просто ВЗ)?

PPS Предыдущий пример - все равно как применять - неминимально фазовые или минимально фазовые цепочки...

Вы это в общем, так сказать, философском смысле сказали? Потому как в прямоходовых преобразователях нет никаких неминимально-фазовых цепочек. Если, конечно, их спецательно туда не вштрекнуть.

[Guest_orthodox_*]

Получаеццо, я ортодоксальнее самого orthodoxа, поелику придерживаюсь классицкой теории (тотально распространенной). Не вижу, чем нам (Вам) может помешать ГВЗ - это ж таки источник питания, а не хи-фи усил . Все, что между нулем и частотой единичного усиления нас ваще не должно волновать (ну, в первом приближении не должно). Кстати, почему непременно "групповое" ВЗ (а не просто ВЗ)?

Не, я ортодоксальнее.
У меня еще традиционнее все:
1 система(не генератор) , охваченная ОС, должна быть стабильной.
2 Если нет - см. п1

А если по ходу пришлось что-то нетрадиционное использовать (хотя вряд ли я тут чего изобрел, думаю...) - то также см. п 1.
Я практически уверен, что где-то это читал все, но у меня этикетки не всегда сохраняются в голове - я ж не александрийская библиотека...

Вы это в общем, так сказать, философском смысле сказали? Потому как в прямоходовых преобразователях нет никаких неминимально-фазовых цепочек. Если, конечно, их спецательно туда не вштрекнуть.

Превентивная мера. Обычно как начинается разговор о ГВЗ - так сразу поминают неминимально фазовые цепи, якобы у минимально -фазовых однозначная связь... и т д...оно так, но эта однозначная связь - только между АЧХ и ФЧХ, а вот с ГВЗ не так просто... В моей сельской голове все это не укладывается, но на практике примерно так и выходит... Ниже 160 град лучше не проваливаться...
Кстати..вштрекнуть...Было-было такое, в журнале Электроникс за 1975 год, номер не помню...В разделе "в помощь разработчику"... Попытка неминимально-фазовыми цепями развернуть фазу, чтобы увеличить порядок фильтрации в ОС усилителя класса D ... Только вот сомнения, не шутка ли была америкосовская, не первоапрельская ли...



Кстати, я не помню, отчего ГВЗ а не просто ВЗ - я необразованный сельский инженер...
Но любой из присутствующих специалистов - прояснит, я думаю.