Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Преобразователь из 5V в 12V на ATtiny461
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация
Страницы: 1, 2, 3
ivainc1789
Собрал испытательный стенд по нижеприведенной схеме:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла



Выходное напряжение не стабилизируется при изменении тока нагрузки, хотя нормально регулируется вручную при разомкнутой петле обратной связи. Привожу листинг программы микроконтроллера. По осциллографу видно, что с увеличением тока нагрузки время откр сост ключа увеличивается, но амплитуда импульсов все же уменьшается. При этом дроссель в насыщение не входит (измерялось на резисторе 1 Ом): форма тока линейно нарастающая, без "скривлений". Подозреваю логическую ошибку в программе. Подскажите, что не так:

Код
__C_task void main (void) {
  // инициализация таймера 1
  Tmr1Stop;
  CLRBIT(PRR,PRTIM1);   // включить модуль таймера 1
  SETBIT(PLLCSR,LSM);   // PLL = 32MHz    
  SETBIT(PLLCSR,PLLE);Delay(200*us);do{}while(!CHKBIT(PLLCSR,PLOCK));// запуск PLL    
  SETBIT(PLLCSR,PCKE);  // разрешить тактирование таймера от PLL
  TCCR1A = BIN(00110011);
  TCCR1B = BIN(01000000);do{}while(CHKBIT(TCCR1B,PSR1));// сброс прескалера  
  TCCR1C = BIN(00110000);
  TCCR1D = BIN(00000000);
  TCCR1E = BIN(00000000);
  DT1 = 0x00;
  Reg10write(TCNT1reg,0x000);
  Reg10write(OCR1Areg,0x3FF);
  Reg10write(OCR1Breg,0x3FF);
  Reg10write(OCR1Creg,0x3FF);
  Reg10write(OCR1Dreg,0x3FF);  
  SETBITS(TIFR,BIT(OCF1A)+BIT(OCF1B)+BIT(OCF1D));
  SETBITS(TIMSK,BIT(OCIE1A)+BIT(OCIE1B)+BIT(TOIE1));  
  Tmr1Start;
Work:
  // инициализация ADC
  ADMUX = BIN(10011001);
  ADCSRA = BIN(10010110);
  ADCSRB = BIN(00000000);
  ADC = 0;
  SETBIT(DIDR0,AREFD);
  SETBITS(DIDR1,BIT(ADC8D)+BIT(ADC9D));
  // запуск преобразования
  SETBIT(ADCSRA,ADSC);do{}while(CHKBIT(ADCSRA,ADSC));ADCdata = ADC;
  // запись результата
  if(ADCdata < ADCmin) ADCdata = ADCmin;// мин. время Тoff ключа(обычно 20%)
  PreIntState = __save_interrupt();
  __disable_interrupt();
  AS4value = ADCdata;
  __restore_interrupt(PreIntState);  
  
  goto Work;
}

// Timer/Counter1 Compare Match B
#pragma vector = TIM1_COMPB_vect
__interrupt void TIM1_COMPB(void) {
  unsigned int AStmp = AS4value;
  TC1H = ((AStmp >> 8) & 0x0003);
  OCR1B = (AStmp & 0x00FF);// загрузка величины сравнения для след. цикла
}


Краткое описание к программе. В основной имеем непрерывное измерение с делителя, усиление сигнала ошибки происходит с Кус = 20 внутр инструмент усилителем. Далее цифровой код используется как величина сравнения для таймера 1, работающего в режиме FastPWM. Итак, увеличение напряж на выходе => увеличение кода ADC => увелич. величины сравнения => уменьшение времени откр сост транзистра, что и требуется для PWM. Может, просто Кус = 20 недостаточно для регулирования?
rezident
Что значит
Цитата(ivainc1789)
Выходное напряжение не стабилизируется при изменении тока нагрузки

Напряжение падает или увеличивается или наблюдается колебательный процесс?
Вы переходную характеристику вашего стабилизаторы снимали? Может у него фазовая задержка в цепи ООС слишком большая?
ivainc1789
Цитата(rezident @ Oct 5 2007, 01:33) *
Что значит
Напряжение падает или увеличивается или наблюдается колебательный процесс?
Вы переходную характеристику вашего стабилизаторы снимали? Может у него фазовая задержка в цепи ООС слишком большая?


Напряжение однозначно падает при увеличении тока нагрузки несмотря на увеличение времени накопления. Прилагаю две осциллограммы: на левой при нагрузочном резисторе R1=500 Ом, а на правой при R1=300 Ом. Цены делений: 2вольта/дел по вертикали, 10мкс по горизонтали. По данным осц видно, что таймер инициализирован верно. Частота преобразователя 31.250 кГц (32мкс).

Поясните, как правильно снять переходную характеристику в данной схеме?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Muxa
на первый взгляд меня смущает, что вы снимаете напряжение с резистора R31. (видимо используется диф. режим АЦП). тогда коэффициент передачи в этой цепи явно очень мал и легко может быть 0.05 или меньше. поэтому мне кажется, что общий коэффициент передачи в цепи сигнала ошибки экстремально мал. я бы для измерения сигнала ошибки использовал бы один вход АЦП и установил бы максимально доступное усиление (32 кажется)... хотя и 32 оч. мало... ведь от коэффициента усиления с разомкнутой ОС как раз и зависит ошибка регулирования в режиме замкнутой обратной связи. как бы не потребовался внешний усилитель...
rezident
Цитата(ivainc1789 @ Oct 5 2007, 04:09) *
Напряжение однозначно падает при увеличении тока нагрузки несмотря на увеличение времени накопления.

Тогда пожалуй я соглашусь с Muxa, коэффициент усиления ошибки рассогласования мал.
Цитата(ivainc1789 @ Oct 5 2007, 04:09) *
Прилагаю две осциллограммы: на левой при нагрузочном резисторе R1=500 Ом, а на правой при R1=300 Ом. Цены делений: 2вольта/дел по вертикали, 10мкс по горизонтали. По данным осц видно, что таймер инициализирован верно. Частота преобразователя 31250 кГц (32мкс).

Ээээ... а что по ним можно понять-то? Что длительность импульса ШИМ изменяется при изменении нагрузки?
Цитата(ivainc1789 @ Oct 5 2007, 04:09) *
Поясните, как правильно снять переходную характеристику в данной схеме?

Дык а как вы снимали характеристику при разомкнутой цепи ООС? Переходная характеристика это отклик БП на ступенчатое изменение сопротивления нагрузки. Переключайте нагрузку (подключайте к одной нагрузке другую) с небольшой частотой каким-нибудь полевиком и синхронно наблюдайте как ведет себя выходное напряжение при этом (форму импульса отклика).
Rst7
Конечно, тут мал коэффициент усиления. Есть 2 варианта.
Первый - поставить TL431, на управляющий вывод поставить делитель с выхода, анод в землю, катод через резистор скажем 1кОм в +5. И на катоде измерять напряжение при помощи АЦП (без усиления, с Uопороное=Vcc) и результат с АЦП использовать следующим образом:
int i=ADC;
i-=512;
if (i<0) i=0;
if (i>200) i=200;
OCR1B=i;

Причем, хватит 8-разрядного шима.

Вариант второй. Достаточно компаратора, на один вход опорное напряжение (например 1/2 VCC, кстати и просто VCC сойдет), на другой - напряжение с делителя. Проверка выполняется на прерывании от переполнения таймера шима (например). Проверка следующая - если напряжение на делителе больше опорного, то OCR1B--, иначе OCR1B++. Конечно, с проверками выхода за диапазон.
ivainc1789
Цитата(Rst7 @ Oct 5 2007, 09:31) *
Конечно, тут мал коэффициент усиления. Есть 2 варианта.
Первый - поставить TL431, на управляющий вывод поставить делитель с выхода, анод в землю, катод через резистор скажем 1кОм в +5. И на катоде измерять напряжение при помощи АЦП (без усиления, с Uопороное=Vcc) и результат с АЦП использовать следующим образом:
int i=ADC;
i-=512;
if (i<0) i=0;
if (i>200) i=200;
OCR1B=i;

Причем, хватит 8-разрядного шима.

Вариант второй. Достаточно компаратора, на один вход опорное напряжение (например 1/2 VCC, кстати и просто VCC сойдет), на другой - напряжение с делителя. Проверка выполняется на прерывании от переполнения таймера шима (например). Проверка следующая - если напряжение на делителе больше опорного, то OCR1B--, иначе OCR1B++. Конечно, с проверками выхода за диапазон.


Rst7, большое спасибо. Попробую оба варианта. Про компаратор тоже думал как про запасной вариант. Вот бы еще уметь произвести РАСЧЕТ для коэфф усиления в цепи ООС. Может есть какой-нить документ на эту тему?
jackBU
А как у Вас формируется опорное напряжение и собственно ошибка? Мне кажется что Вы просто усиливаете выходной сигнал с делителя.
ivainc1789
Цитата(jackBU @ Oct 5 2007, 10:19) *
А как у Вас формируется опорное напряжение и собственно ошибка? Мне кажется что Вы просто усиливаете выходной сигнал с делителя.


ADC работает от внутренней опоры 1.1 вольт. Усиливаем напряжение делителя с коэфф 20 внутренним усилителем, оцифровываем и полученный цифровой код загружаем в OC1B.

Таймер 1 десятиразрядный, работает от внутреннего PLL 32МГц. Соответственно частота переполнений 31.250 кГц. Выход MCU OC1B сконфигурирован так, что в момент сравнения устанавливается в 1, а при переполнении таймера автоматом сбрасывается в 0. Так получаем импульсы на затвор ключа и реализуем обратную зависимость времени накопления от напряжения делителя (вых. напряжения).
jackBU
В таком режиме стабилизации никогда не будет. В качестве управляющего сигнала нужно использовать отклонение (или разность) выходного сигнала и эталонного (опорного). Эта разность или ошибка затем усиливается плюс реализуется какой-нибудь закон управления (из типовых - П, ПИ, ПИД).
Rst7
Цитата(jackBU @ Oct 5 2007, 10:02) *
В таком режиме стабилизации никогда не будет. В качестве управляющего сигнала нужно использовать отклонение (или разность) выходного сигнала и эталонного (опорного). Эта разность или ошибка затем усиливается плюс реализуется какой-нибудь закон управления (из типовых - П, ПИ, ПИД).


Тут не прямо как на картинке из учебника разность получается. Но получается. С одной стороны - это сигнал с делителя (правда вся задуманная хитрость не сработала, делитель то получился 39ком/100ом - в 400 раз, а усиление всего 20.) с другой стороны - опорное напряжение АЦП. Только вот усиление слабенькое. И в конкретно этой схеме его не поднять.
jackBU
А где тут опорное 1.1 В? По настройке ADC8 - "+", ADC9 - "-" оба подсоединены к выходному делителю.
ivainc1789
Цитата(jackBU @ Oct 5 2007, 12:09) *
А где тут опорное 1.1 В? По настройке ADC8 - "+", ADC9 - "-" оба подсоединены к выходному делителю.


Опорное для ADC выбрано как 1.1 вольт (см. настройки регистров). Измерение происходит в униполярном режиме (бит 7 в ADCSRB равен нулю). Сам двувходовый режим выбран мультиплексором.
Rst7
Цитата(jackBU @ Oct 5 2007, 11:09) *
А где тут опорное 1.1 В? По настройке ADC8 - "+", ADC9 - "-" оба подсоединены к выходному делителю.


Ну хотя да. Чтобы не разводить полемику, проще согласиться smile.gif В принципе данная схема с таким ПО неработоспособна как регулятор. Методы переделки я чуть выше изложил.
jackBU
Цитата(ivainc1789 @ Oct 5 2007, 12:35) *
Опорное для ADC выбрано как 1.1 вольт (см. настройки регистров). Измерение происходит в униполярном режиме (бит 7 в ADCSRB равен нулю). Сам двувходовый режим выбран мультиплексором.


Это понятно. Я имел ввиду, что ADCres=20*(ADC8-ADC9)=k*Uout, и здесь нет как-будто разности с опорным напряжением.
ivainc1789
Использовал внутренний компаратор. Теперь все отлично работает. beer.gif . Спасибо всем, особенно jackBU!!!

Только два вопроса на будущее:

1. Все же где лучше проверять состояние компаратора и изменять OCR1B value - в обработчике прерывания по сравнению или по переполнению таймера? Ведь оба события повторяются в каждом периоде.

2. В большинстве ИС регуляторов всегда используется компаратор, например и в МС34063. Значит ли это, что данный способ качественно лучше, чем вариант с усилителем или же он просто проще?
Muxa
Цитата
1. Все же где лучше проверять состояние компаратора и изменять OCR1B value - в обработчике прерывания по сравнению или по переполнению таймера? Ведь оба события повторяются в каждом периоде

по "монтёрски" могу сказать, что снимать данные (фиксировать в hold/sample) лучше всего прямо перед новым периодом ШИМ. это выгодно в смысле помех и стабильности измерений, т. к. все переходные процессы к этому времени максимально затухли. я не имею опыта с АЦП в AVR, но в обычных отдельных АЦП вход закрывается прямо по сигналу начала преобразования, т. е. можно воспользоваться событием начала ШИМ.

Цитата
2. В большинстве ИС регуляторов всегда используется компаратор, например и в МС34063. Значит ли это, что данный способ качественно лучше, чем вариант с усилителем или же он просто проще?

чёперная схема (с компоратором) проще, но она имеет один принципиальный недостаток. уровень пульсаций на накопительной ёмкости всегда больше гистерезиса компоратора, а величину гистерезиса нельзя уменьшать произвольно. она связана с переходной характеристикой и уровнем шумов. для ориентира могу сказать, что чёперная схема хороша при токах до 1..3А. при таких токах можно легко получить уровень пульсаций порядка 10..20мВ.

касательно схему вообще я обратил внимание, что Вы используете советский дроссель на стержневом сердечнике. он не слишком хорош для силовых схем. я бы рекомендовал катушки CDRH от Sumida. их много, например в http://www.terraelectronica.ru

и вообще, если Вы разработали схему в учебных целях, то советую приглядется к другим процессорам, более заточенным для данного класса задач. имхо, на вскидку более подходят
- PSoC от CYPRESS. тем более что практически весь софт, включая компилятор и библиотеки выложены на халяву, а отладочная плата с USB в москве стОит полторы- две тысячи рублей.
- Системы на кристалле для смешанных сигналов от SILICON LABORATORIES (http://www.silabs.com). я у них находил полный комплект для разработки импульсного инвертора. в комплект входил и программный анализатор переходных характеристик... правда деньги потребуются несколько бОльшие. оценочные платы у них стОят от 2 до 10 тыс. р.
единственный недостаток этих проц-ов,- 51 ядро.., хотя как сказать... сами микросхемы не дороги, порядка AVR.

да, касательно оценки переходной характеристики...
я (кхе-кхе) не знаю, как её рассчитать "правильно", но посмотреть вполне по силам. для этого Вам потребуется собрать простенькую схемку. берёте любой маломощный MOS транзистор, например такой же, что и в Вашей схеме и последовательно с истоком включаете резистор сопротивнение которого соответствует максимальному току стабилизатора. подключаете резистор и исток транзистора в качестве нагрузки, а на затвор подаёте импульсы от генератора. если синхронизировать осциллограф от этих же импульсов, то можно удобно посмотреть характер переходного процесса на скачок тока нагрузки и сделать полезные выводы о поведении стабилизатора, как устройства с обратной связью. насколько он устойчив, время отработки обратной связи, время завершения и частота колебаний в случае перерегулирования...
особое внимание надо обратить на точки подключения осциллографа, что бы не спутать звон в кабелях с поведением собственно стабилизатора. хорошо использавать "незаземлённый" осциллограф, что бы исключить паразитные контуры в цепи общего провода.
да ещё, 32кГц очень низкая частота ШИМ, имхо. если Вам потребуются бОльшие мощности, то выгоднее повысить частоту ШИМ до 128кГц используя 8и разрядный ШИМ. вообще то разрядность ШИМ эквивалентна в данной схеме общему гистерезису и надо выбрать разумный компромис, между пульсациями и размером накопительной катушки индуктивности и компактностью схемы в целом.
ivainc1789
Цитата(Muxa @ Oct 7 2007, 01:02) *
- PSoC от CYPRESS. тем более что практически весь софт, включая компилятор и библиотеки выложены на халяву, а отладочная плата с USB в москве стОит полторы- две тысячи рублей.
- SILICON LABORATORIES (http://www.silabs.com). сами микросхемы не дороги, порядка AVR.




Muxa, спасибо за столь исчерпывающий ответ.

С продукцией CYPRESS я близко не сталкивался пока, но если стоимость владения столь низкая - надо попробовать посмотреть.

А вот с Silabs я бы не сказал, что там что-то стоящее есть порядка цен на AVR. Впрочем, схема действительно была собрана как прототип для грядущего проекта...

Вот все же еще мысль: если устройство с батарейным питанием лучше использовать в качастве преобразователя эту классическую схему или все же использовать трансформатор? Что можно сказать о КПД?
Mc_off
Я вот тоже сначала подумал, что это все в учебных целях.

Однако, из последнего поста понятно, что вы собираетесь использовать эту схему в проекте.

Советую использовать импульсные ШИМ контроллеры (их очень много разных).
ivainc1789
Цитата(Mc_off @ Oct 8 2007, 09:13) *
Я вот тоже сначала подумал, что это все в учебных целях.
Однако, из последнего поста понятно, что вы собираетесь использовать эту схему в проекте.
Советую использовать импульсные ШИМ контроллеры (их очень много разных).


Такой вариант рассматривался. Но мне показалось разумным возложить задачи источника питания на одну "интеллектуальную ИС", чем плодить несколько относительно недешевых импульсных стабилизаторов на 12 и 5 вольт. Ведь по сути сама задача сводится к разработке маломощного UPS. Кроме того, устройство с батарейным (аккум) питанием - нужно еще и аккум заряжать... Вообщем, если посчитать стоимость и оценить надежность, мой вариант на одной тиньке выглядит предпочтительнее... И еще она связана по I2C с соновным процем, тот должен будет управлять работой источника питания.

Но как оказалось, с теорией у мну выявились серьезные пробелы - спасибо добрым людям, подсказали... smile.gif
Muxa
да, согласен, что микроконтроллер имеет смысл ставить, если управлять несколькими стабилизаторами и решать какие то доп. задачи.
с другой стороны сейчас имеется тенденция к повышению рабочих частот стабилизаторов именно исходя из оптимизации их стоимости. обычно используют катушку на бронерованном сердечнике с индуктивностью в несколько микро Генри (они недороги, поскольку мало меди) и недорогой керамический конденсатор. конденсаторы типоразмера 0805 с материалом Y5U (0-70 C) сейчас до 100мкФ, дешевле и эффективнее танталовых. по этому я вижу ограничение в AVR по частоте работы. доже 128кГц слишком мало.
что касается Silabs, то я года два назад видел у них на сайте программный пакет, позволяющий разрабатывать подобные устройства. поскольку там было сказано, что имеется моделирующая программа, то как раз и было бы удобно ею воспользоваться не вникая в детали физики процессов. но вот сейчас порылся у них на сайте и ничего не смог отискать. прям не знаю, что и думать...
с PSoC от CYPRESS сам не работал, но случайно наткнулся на вот эту заметку: http://www.terraelectronica.ru/idea.php?ID=17
меня интересуют решения такого рода, например для датчика угла поворота на вращающемся трансформаторе и я посмотрел сам процессор. замечательная штуковина. там кроме обычного 51 ядра имеется цифровая и аналоговая программируемые матрицы. например АЦП там не готовый, а реализуется программированием этих матриц. регистр последовательных приближений в цифровой, а ЦАП, ИОН и компоратор в аналоговой. ЦАП, например использует цепочку С-2С конденсаторов, которая так же может использоваться для синтеза различных фильтров и т. д. причём, для великого множества стандартных решений на сайте свободно выложены готовые заготовки. сам процесс синтеза предельно нагляден, не требует вникать в детали коммутации элементов.
у меня нет пока подходящей задачи, а то давно бы попробовал.
Rst7
Цитата
по этому я вижу ограничение в AVR по частоте работы. доже 128кГц слишком мало.


На Tiny461 можно максимум 250кГц для 8битного шима. Вполне приемлемая частота. А те камни, про которые Вы рассказываете, уж слишком монстрообразные для таких применений.
Kompot
"Бронированных" сердечников не бывает.
А вот броневые - да, те есть.
Microwatt
Цитата(ivainc1789 @ Oct 9 2007, 10:41) *
Такой вариант рассматривался.
---
Вообщем, если посчитать стоимость и оценить надежность, мой вариант на одной тиньке выглядит предпочтительнее...
Но как оказалось, с теорией у мну выявились серьезные пробелы - спасибо добрым людям, подсказали... smile.gif

Хорошо быть программером. Выучил тиньку кой-как и всегда ее и везде.....
Делая источники, все-таки не лишне почитать как их люди делают.
Если расколупать любой серийный источник, то тинек там не обнаружим. Случайно ли?
rudy_b
Цитата
Если расколупать любой серийный источник, то тинек там не обнаружим. Случайно ли?

тинек может и нет, а вот TMS320F280X -запросто.
ivainc1789
Выдалась свободная минутка и я собрал еще одну схему. Источник постоянного напряжения 30v. Нужно с помощью ATtiny461 регулировать напряжение на выходе от 0 до 25 вольт.
Проблема со стабилизацией на выходе снова проявилась. В этой схеме на выходе наблюдается автоколебательный процесс (пульсации с амплитудой 1...2V, с постоянной составляющей требуемого уровня).
Программа инициализирует таймер1 в режим PWM на вывод OC1A от внутреннего PLL 32MHz. По переполнению таймера в прерывании опрашиваем компаратор и: если ACO=1, OCR1A++, иначе OCR1A--.
Возможно ли модифицировать эту схему, чтобы снизить пульсации на выходе хотя бы до 20mV?
На мой взгляд, сильным ограничением является программный опрос компаратора, от которого никак вроде не избавиться...
Rst7
А что Вы хотите? Всадили 3 RC-звена и ждете, когда не будет генерации?
ivainc1789
Цитата(Rst7 @ Apr 1 2009, 15:23) *
А что Вы хотите? Всадили 3 RC-звена и ждете, когда не будет генерации?

Если после ФНЧ поставить усилитель постоянного напряжения, это может стать решением проблемы для такой программной реализации?
Или лучше усиливать сигнал с делителя? Или вариантов нет и задача нерешаема?
Rst7
Тут нормальное решение будет только одно - не заводить обратную связь через проца. Процессором имеет смысл сгенерировать опорное напряжение для обычного линейного источника. Сгенерировать ШИМ'ом с последующей фильтрацией.
ivainc1789
Цитата(Rst7 @ Apr 1 2009, 16:52) *
Тут нормальное решение будет только одно - не заводить обратную связь через проца. Процессором имеет смысл сгенерировать опорное напряжение для обычного линейного источника. Сгенерировать ШИМ'ом с последующей фильтрацией.

Полностью переосмыслил проблему и пришел к тому же выводу. Только вразумительно объяснить себе насколько 3-RC ШИМ опора проиграет обычному цифровому потенциометру или DAC'у, "запитанному" от TL431 - так и не смог. Потому сделал опору на 12 бит DAC'е. Вообще все дороговато получилось, зато классно работает...
Жаль, но соблазнительная идея "микроконтроллерного блока питания на AVR" разваливается на глазах - аналоговая часть стремится к самостоятельности biggrin.gif ...
Microwatt
Цитата(ivainc1789 @ May 3 2009, 20:04) *
Полностью переосмыслил проблему и пришел к тому же выводу.

Тема стартовала в октябре 2007г
За это время можно было изучить хоть немного проблему и построить десяток подобных источников вполне сносно, без притягивания за уши совершенно бесполезных тут DAС & ATiny.
Неужели удобно долбить пилой и пилить долотом?
Rst7
Цитата
Неужели удобно долбить пилой и пилить долотом?


То, что Вы не "умеете готовить" эти самые ATTiny и DAC'и - еще не значит, что их нельзя применять. Конечно, топикстартер решил изготовить линейный стабилизатор и крепко прогадал. А вот если бы он сделал импульсник - все бы было вполне культурно (кстати, первую схему он вполне асилил).

В любом случае, схема на каком-либо стандартном чипе для источников хороша, пока параметры источника не надо крутить. Как только надо чтото изменять в динамике - все пропало, схема разрастается катастрофически.

Я, наверное, соберусь с силами в ближайшее время и напишу статью о том, как построить импульсный источник на основе дешевого и распространенного микроконтроллера. Потому что вопрос освещен очень слабо.
Microwatt
Цитата(Rst7 @ May 3 2009, 23:11) *
То, что Вы не "умеете готовить" эти самые ATTiny и DAC'и - еще не значит, что их нельзя применять. .

Я, наверное, соберусь с силами в ближайшее время и напишу статью о том, как построить импульсный источник на основе дешевого и распространенного микроконтроллера. Потому что вопрос освещен очень слабо.

Что-то кулинарные обиды постоянно заслоняют у Вас техническую суть обсуждаемых вопросов.
В данном случае применение МК совершенно излишне и неэффективно. Хотя бы потому, что ток ключа ничем не контролируется. Можно с помощью МК управлять косвенно параметрами источника, если это в системе необходимо, но не самим преобразованием. Тут МК применен только ради самого МК и очень неэффективно ни с точки зрения параметров, ни с точки зрения экономики.
Собирайтесь с силами, пишите статьи. Освещайте темные углы прогресса.
Лет ...дцать назад сидел я и слушал восторженный доклад. С формулами, плакатами, графиками. Энтузиаст передовых технологий ВСЕРЬЕЗ предлагал построить систему разделения ступеней ракеты через оптоволокно. Нужно было на заданной высоте светануть ей лазером в окошко на борту и по световодам синхронно подорвутся все пиропатроны. Традиционные провода и таймеры-де безнадежно устарели....
По ходу доклада меня занимал только один вопрос: сразу нужно выгнать с работы талант или все-таки в психушке протестировать предварительно....
wim
Цитата(Microwatt @ May 4 2009, 02:18) *
... В данном случае применение МК совершенно излишне и неэффективно. Хотя бы потому, что ток ключа ничем не контролируется. ...

А в компутере у Вас (в блоке питания) шо стоит? Наверняка, какой-нить корейский клон TL494. Стало быть, ток ключа тож не не контролируется. Ну и ... работает? smile.gif
Microwatt
Цитата(wim @ May 4 2009, 01:38) *
А в компутере у Вас (в блоке питания) шо стоит? Наверняка, какой-нить корейский клон TL494. Стало быть, ток ключа тож не не контролируется. Ну и ... работает? smile.gif

TL494 -специализированная микросхема для источников питания. В TL494 есть токовый компаратор. Если его кто-то не использует (не умеет или не хочет) - его проблемы.
Да, я уже пару блоков питания в компьютере сменил. На плате вместо цепей защиты и помехоподавления - перемычки.
Радиолюбительские подходы тут не рассматриваются.
orthodox
Цитата(wim @ May 4 2009, 00:38) *
А в компутере у Вас (в блоке питания) шо стоит? Наверняка, какой-нить корейский клон TL494. Стало быть, ток ключа тож не не контролируется. Ну и ... работает? smile.gif


Дык, работает какое-то время...иногда долго...
Однако устарело же безбожно, живо еще с тех пор как биполярники там стояли...
Чего ж теперь на новом витке прогресса опять уходить от current mode? smile.gif
Толькол вышли на быстрое отключение, прогресс однако...Опять отскок на микросекунды...
За 50 нан, я полагаю, пока что не получится дешево обработать событие? И отреагировать?

Да ведь и при нормальной работе стабильно и предсказуемо комп потребляет,
ни тебе скачков, ни кз... Смотря по задаче, иногда катит и вообще без всяких защит..

PS я не то чтобы против применения МК, МП в питании...
Но, наверное, своя специфика будет неизбежно в схемотехнике...
и заменяющей ее "программотехнике", если так позволительно выразится...
Потому логично для схемотехников помочь все это перетаскивать, если кто-то взял на себя труд опробовать
такой переход... Все одно все там будем...smile.gif Кто раньше, кто позже...

************************************************
И там, где раньше стоял один несчастный транзистор и без напряга решал задачу, теперь
по велению Прогресса гудят вентиляторами мощные кластеры из серверов на суперсовременных
процессорах! Слава Прогрессу! smile.gif smile.gif
Microwatt
Цитата(orthodox @ May 4 2009, 05:17) *
************************************************
И там, где раньше стоял один несчастный транзистор и без напряга решал задачу, теперь
по велению Прогресса гудят вентиляторами мощные кластеры из серверов на суперсовременных
процессорах! Слава Прогрессу! smile.gif smile.gif

Покупали бы эти спецы сии кластеры за свои деньги, может и научились бы светодиод без ATmega включать.
По схеме часто видно свой хлеб разработчик ест или хозяйский.
ivainc1789
Цитата
...без притягивания за уши совершенно бесполезных тут DAС & ATiny....
...топикстартер решил изготовить линейный стабилизатор и крепко прогадал. А вот если бы он сделал импульсник - все бы было вполне культурно...

Хотя изначально в данной теме рассматривался "частный случай", сейчас мы говорим о так знакомой многим идее лабораторного блока питания на AVR. Насколько я понял по обсуждениям в смежных темах, импульсный источник в данном случае будет обладать более низкими характеристиками, чем линейный. Поэтому оптимальное решение видится в сочетании импульсного нерегулируемого стабилизатора (на TOP) и последующего линейного, управляемого как предполагалось ранее НАПРЯМУЮ от AVR. Практика показала возможность только косвенного управления. Соблазн использовать AVR для данных целей очевиден - на нем хорошо построить интерфейс пользователя (на основе LCD и клавиш). Однако казалось, что для MCU это было бы слишком просто, много ресурсов еще остается и их хочется задействовать...
В идеале вполне достаточно иметь источник с шагом по напряжению 100mV, пульсации не хуже 30-40mV. Так что думаю, сделать первичный преобразовательна TOP а вторичный на импульсном понижающем при всех достоинствах этого вторичного - будет менее качественным решением решением, чем первичный на TOP, вторичный линейный.

Цитата
По ходу доклада меня занимал только один вопрос: сразу нужно выгнать с работы талант или все-таки в психушке протестировать предварительно....
Человеку всегда нужно стараться помочь, особенно если это студент. Иначе вы рискуете весь свой замечательный опыт унести в могилу, а это, как минимум, неразумно... ИМХО... Мне кажется, что сейчас не так много специалистов, готовых к КОЛЛЕКТИВНОЙ работе, потому не стоит ими разбрасываться...
Rst7
Цитата
Хотя изначально в данной теме рассматривался "частный случай", сейчас мы говорим о так знакомой многим идее лабораторного блока питания на AVR.


Блоки питания (да, вообщем, как и любые устройства) не строятся на AVR. Строятся с применением микроконтроллеров, например, AVR. Чувствуете разницу?
ivainc1789
Цитата(Rst7 @ May 4 2009, 10:06) *
Блоки питания (да, вообщем, как и любые устройства) не строятся на AVR. Строятся с применением микроконтроллеров, например, AVR. Чувствуете разницу?

Ну теперь-то чувствую, ессно. А вы как бы (структурно) построили такой источник, можно поинтересоваться? Имеем 220AC, нужно регулируемый источник постоянного напряжения 30V, 3A.
Rst7
Цитата
Имеем 220AC, нужно регулируемый источник постоянного напряжения 30V, 3A.


Регулируемый от скольки до скольки? Допустимые пульсации на выходе? КПД? Масса? Дуракоустойчивость?

Заметьте, про всякие финтифлюшки аля пользовательский интерфейс не спрашиваю, сами знаете, что если есть камень - можно фаршировать до потери пульса smile.gif
wim
Цитата(Microwatt @ May 4 2009, 04:03) *
TL494 -специализированная микросхема для источников питания. В TL494 есть токовый компаратор. Если его кто-то не использует (не умеет или не хочет) - его проблемы.

Это в MC34025 есть токовый компаратор и очень шустрый. А в TL494 всего лишь ОУ, по характеристикам - широкого применения. Т.е. медленный. В преобразователях на TL494 защита обычно организована по среднему току нагрузки, т.е. от банального КЗ.
ivainc1789
Цитата(Rst7 @ May 4 2009, 12:03) *
Регулируемый от скольки до скольки? Допустимые пульсации на выходе? КПД? Масса? Дуракоустойчивость?

Заметьте, про всякие финтифлюшки аля пользовательский интерфейс не спрашиваю, сами знаете, что если есть камень - можно фаршировать до потери пульса smile.gif


Регулируемый 0...26V, пульсации 30mV max (full load), КПД не менее 0.5, масса 1.5 кг max, защита от КЗ и перегрузки по току, уставка защиты по току 5мА ... 3А с возможностью режима длительного ограничения тока. Про интерфейс согласен.
Rst7
Цитата
Регулируемый 0...26V, пульсации 30mV max (full load), КПД не менее 0.5, масса 1.5 кг max, защита от КЗ и перегрузки по току, уставка защиты по току 5мА ... 3А с возможностью режима длительного ограничения тока.


Мне видится такой вариант - на выходные напряжения напряжения больше 10 вольт - одни импульсник (от AC220) с выходным, скажем, Uвых+2, на напряжения ниже - второй (с напряжением, скажем, от 12 до 5), и за ними линейный стабилизатор. Где-то ниже 3х вольт выходного, конечно, все будет ложиться на линейник, но тут делать нечего. В принципе, это будет порядка 10Вт, жить как-то можно.

Но процу тут особо делать нечего (кроме задания опорных напряжений через ЦАП'ы любых форм и расцветок) - это все лучше делается на банальной россыпи, как за то ратует ув. Microwatt
Microwatt
Цитата(ivainc1789 @ May 4 2009, 08:30) *
Практика показала возможность только косвенного управления. Соблазн использовать AVR для данных целей очевиден - на нем хорошо построить интерфейс пользователя (на основе LCD и клавиш). Однако казалось, что для MCU это было бы слишком просто, много ресурсов еще остается и их хочется задействовать...
В идеале вполне достаточно иметь источник с шагом по напряжению 100mV, пульсации не хуже 30-40mV. Так что думаю, сделать первичный преобразовательна TOP а вторичный на импульсном понижающем при всех достоинствах этого вторичного - будет менее качественным решением решением, чем первичный на TOP, вторичный линейный.

Человеку всегда нужно стараться помочь, особенно если это студент. Иначе вы рискуете весь свой замечательный опыт унести в могилу, а это, как минимум, неразумно... ИМХО... Мне кажется, что сейчас не так много специалистов, готовых к КОЛЛЕКТИВНОЙ работе, потому не стоит ими разбрасываться...

Вот я и стараюсь помочь.
Источник с интерфесом на клавиатуре, как лабораторный, функционально непригоден. При работе с экспериментальными схемами часто нужно прогнать напряжение вверх/вниз одним движением руки. Никому не интересно сидеть и настукивать на клавиатуре уставки напряжения. Глаза в осциллографе, ловят момент.
Цифровые интерфейсы были и раньше на декадных переключателях. Но такие источники применялись в качестве технологических, когда нужно выставить 17.6 вольта и прогнать 500 плат в цехе.
В лабораториях стояли все те же привычные и удобные аналоговые с проволочным потенциометром, переключателем диапазонов. И индикация стрелочная предпочтительнее по тем же причинам. Индикатор на источнике- именно индикатор. У него нет метрологии. Настоящие измерения делаются вольтметром внутри платы. Даже на входе платы напряжение может быть заметно меньше за счет потери в проводах от источника.
Верхний предел источника желательно иметь хотя бы 30-32 вольта. 26 вольт не позволяют на нем имитировать 24-вольтовую батарею, а приборов с таким питанием много. Есть стандарт 18-36 вольт для DC-DC.
По топологии двойное преобразование с участием ТОР - не лучшее решение по стоимости и КПД. Проще нерегулируемым полумостом понизить входное и отвязаться от сети. А уж дальше - Ваш понижающий импульсник. От нуля простыми средствами его сложно будет сделать. Более вероятно 3.3-5В, если это приемлемо по замыслу.
И, вопросы не последние, задайте их самому себе: На рынке нет лабораторных источников? Хочется дорогого личного эксклюзива? Или хочется удивить мир?
ivainc1789
Цитата(Microwatt @ May 4 2009, 16:03) *
По топологии двойное преобразование с участием ТОР - не лучшее решение по стоимости и КПД. Проще нерегулируемым полумостом понизить входное и отвязаться от сети. А уж дальше - Ваш понижающий импульсник. От нуля простыми средствами его сложно будет сделать. Более вероятно 3.3-5В, если это приемлемо по замыслу.


Правильно ли я вас понял, что вы не приемлете решение на основе линейного (вторичного) источника? Из-за рассеиваемой мощности?
А вот нижний предел очень важен - именно от 0 вольт.
Можно конечно и готовый купить. Вон, в Сириусе они по 2000руб продаюцца. Но я не знаю их структурной схемы - насколько это надежные приборы? Выглядят довольно массивно... Вот если бы кто поделился опытом эксплуатации?
По поводу линейного вопрос такой - есть расчетные соотношения для пассивных теплоотводов, а вот если поставить небольшой вентилятор - как увеличится допустимая рассеиваемая мощность? Это как-то считается? Сейчас это кажется оптимальным решением, если бы в разы удалось больше рассеивать с вентилятором...
По поводу, что удобнее, кнопки или регулятор надо обдумать... Вот у меня в микроволновке на кухне такой интересный регулятор стоит - крутится как потенциометр, но имеет еще и фиксации - очень удобно. Время установить можно за несколько секунд... На настольных часах, отдельными кнопками устанавливать - одно мучение, это точно...
Rst7
Я бы предложил нечто такое:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Это комбинация линейника (нарисован в виде банального трехногого стабилизатора X3) и импульсника, у которого обратная связь поддерживает напряжение на выходе импульсной части (входе линейника) равное напряжению на выходе линейника плюс падение на диодах D2,D3, ограничительном резисторе R1 и диоде оптрона X2 (ну, грубо говоря, 3 вольта, можно и меньше, зависит от схемотехники линейника). Все ограничение тока ложится на линейный стабилизатор (на схеме отсутствует). Регулировка выходного напряжения - тоже (крутить делитель R2/R3 (или чего будет) любым удобным способом).

Импульсную часть желательно делать так, чтобы в диапазоне выходного напряжения от максимального до минимально возможного с вменяемыми параметрами он регулировал, скажем, коэффициентом заполнения, а при более низких выходных напряжениях переходил в режим пропуска импульсов. Некоторое повышение пульсаций будет сглажено линейником.

Схема примерная, нет ни защит, ни цепей по обеспечению устойчивости импульсника, и т.д. Чисто идея.
orthodox
Цитата(ivainc1789 @ May 4 2009, 16:40) *
По поводу, что удобнее, кнопки или регулятор надо обдумать... Вот у меня в микроволновке на кухне такой интересный регулятор стоит - крутится как потенциометр, но имеет еще и фиксации - очень удобно. Время установить можно за несколько секунд... На настольных часах, отдельными кнопками устанавливать - одно мучение, это точно...


валкодер
Microwatt
Цитата(Rst7 @ May 4 2009, 18:31) *
Я бы предложил нечто такое:

Это комбинация линейника (нарисован в виде банального трехногого стабилизатора X3) и импульсника, у которого обратная связь поддерживает напряжение на выходе импульсной части
Все ограничение тока ложится на линейный стабилизатор (на схеме отсутствует). Регулировка выходного напряжения - тоже (крутить делитель R2/R3 (или чего будет) любым удобным способом).

. Некоторое повышение пульсаций будет сглажено линейником.

Схема примерная, нет ни защит, ни цепей по обеспечению устойчивости импульсника, и т.д. Чисто идея.

Ну, это вроде само просится. Да, чтобы уйти от пульсаций полезно поставить линейник. Он же должен облегчить регулировку от нуля. Импульсник должен работать по ОС с выходным напряжением чуть выше падения на линейном и обеспечивать токоограничение при перегрузке и КЗ. Пропуск такта при облегченной нагрузке в большинстве контроллеров питания или предусмотрен или сам собой получается.
Что касаемо охлаждения... Грубо каждый кв см поверхности радиатора рассеивает что-то около 1.5 мВт на каждый градус перегрева в стоячем воздухе. При стандартном перегреве в 30-40С это 45-60мВт. Радиатор в 50см кв рассеет 2.5-3.0 ватта. При обдуве вентилятором это можно умножить на 5-10, смотря по интенсивности обдува.
В тепловых расчетах ошибка в 30-40% считается очень неплохим результатом...
ivainc1789
Идея очень неплоха... А такой импульсник разве не получится реализовать на столь полюбившемся мне TOPе?
Вот ссылки на готовые БП примерно подходящие под ТЗ:
Блок питания MASTECH HY 3002 (3190руб) http://shop.siriust.ru/product_info.php/cP...484e392a70241c9
Блок питания YIZHAN-3005 (1492руб) http://shop.siriust.ru/product_info.php/cP...484e392a70241c9
Цены вполне приемлемые, но описалово просто скудное...
В любом случае, реально ли обеспечить такие характеристики при много меньших габаритах? YIZHAN-3005 весит аж 5 кг. Мне же очень хотелось бы вписаться в гаинтовский корпус G762, можно даже на компромисс пойти по ТЗ...
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.