Сделан флай на uc3843. На входе 12В, на выходе 50-150В, ток 200мА. Схема классическая, как в даташите. В обратной связи усилителя ошибки 330К и 47пФ. Схема нормально работает в режиме стабилизации напряжения вторичной обмотки.
Попробовал запустить ее в режиме стабилизации тока нагрузки - получил автоколебания. Пробовал увеличивать емкость корректирующего конденсатора до нескольких мкф - период колебаний растет, а колебания остаются. Пробовал фильтровать сигнал с токоизмерительного резистора RC цепочкой (5К и 2,2 мкф) - колебания есть, но на очень низкой частоте.
Читал рекомендации от TI и книгу Мартина Брауна - понимания своей проблемы не достиг . Понятно, что обратная связь становится положительной, т.е. есть дополнительный фазовый сдвиг, причем даже на частотах в 10-100Гц!! Может проблема в токе (сдвиге его фазы относительно напряжения)?
Может кто сталкивался с похожей проблемой?

Обратная связь по току "короче" чем по напряжению, поэтому все должно работать устойчиво (если контроллер запитан от отдельного источника, а не от обмотки трансформатора)

А какая?
D чему равно?
Применена ли slope-компенсация?

Может быть слишком мал резистор в ОС по току, попробуйте увеличить его, хотябы в 2а раза, для начала.

Браун не самый лучший вариант для изучения теории, эта книга больше с практическим уклоном. И формулы некоторые у него непонятно откуда выведены. Если интересует теория работы преобразователей с управлением по току, то можно вот здесь, например, глянуть:
http://www.national.com/appinfo/power/file...rolTheoryv1.pdf
Хотя в данном конкретном случае очень похоже на неудачный монтаж платы, либо что-то не то (не туда) впаяли.

Например, ?

Приложение Б.2. Модуль коэффициента передачи обратноходового преобразователя с управлением по напряжению и прямоходового преобразователя с управлением по току.

Это коэффициент усиления петли ОС по постоянному току. Есть сомнения в адекватности формулы?

Если, к примеру, привести эквивалентную схему к вторичной стороне (нагрузке), тогда напряжение "слева" переходит "направо" с коэффициентом трансформации Ns/Np. В итоге мы получаем преобразователь buck-boost с напряжением питания Vin*(Ns/Np) и приведенной индуктивностью Lm*(Ns/Np)^2.
Тогда формулу, приведённую Брауном, можно записать так:
Adc= ((Vin-Vout)*(Ns/Np))^2/(Vin*(Ns/Np)*dVc)
И тогда непонятно в числителе вот это: (Vin-Vout)^2, поскольку Vin должно присутствовать с сомножителем Ns/Np. Хотя, возможно, формула и верна, ведь Браун молчаливо предполагает для флайбэка только режим разрывных токов.
И ещё непонятно, что он подразумевает под dVc, в исходном варианте это тоже как-то невнятно сказано.

Что-то неочевидно, но в такой формулировке видел и у других авторов. dVc подразумевается размах амплитуды пилообразного генератора при VM, либо напряжение, соотв. пику тока при CM.

Я у других авторов этой формулы не видел, если есть ссылки, поделитесь, пожалуйста. По смыслу - передаточная функция выводится из непрерывной модели, в которой всё приводится или к первичой или ко вторичой стороне (ко вторичной обычно проще). После приведения, например, ко вторичной стороне, входное напряжение во всех формулах должно быть с множителем Ns/Np. Как в этом примере (решение задачи из книги Эриксона).
Про dVc - смотрим примеры, у того же Брауна.
3.15.3 - обратноходовый преобразователь на UC3845, напряжение dVc в формуле 1 В - всё правильно.
3.15.2 - обратноходовый преобразователь на той же UC3845, напряжение dVc в формуле 2,5 В? Опечатки нет - расчёт Adc=3,14 сделан именно для dVc=2,5 В.

Позволю себе небольшой off.

Имхо, книга Марти Брауна весьма и весьма хороша.
Одна из немногих книг, которая не страдает излишеством формул, как это было в "советских" учебниках. В советское время, да и сейчас, написание книг было одним из видов легального ( в то время бизнеса). И писали эти книги "теоретики" - "преподы" и академработники, вживую не видевшие "железа". Для увеличения объёма т.н."печатных листов", влияющего на сумму гонорара, вставляли кучу нужных и ненужных формул, желательно "в разрядку" и "подлиннЕе"...
Причём, ошибок было не меньше, чем описок и ошибок переводчика книги Марти Брауна (к сожалению, они есть в издании на русском языке, Украина).

Помню, в 80-е годя появились Хилл, Хоровиц "Искуство схемотехники", Титце, Шенк "Полупроводниковая схемотехника" и были своеобразным "лучом в тёмном царстве" (с).
И даже после этого стиль отечественных технических книг остался тем же- были малопонятны и малопригодны для практического применения. Книги ради книг. Как и изобретения (сейчас патенты) ради изобретений..
Поэтому переводные книги и сейчас остаются глотком "свежего воздуха". К сожалению, появилось много плагиаторов: господин Хрусталёв (книга "Аккумуляторы" ) - даже не удосужился привести ссылки на первоисточники, написал всё "от себя", господин из Одессы Лещенко (книга о кислородных датчиках - не все ссылки, далеко не на всё, откуда "передирал" материал)) и многие-многие другие...

Поэтому поддержу автора темы, вы читали одну из замечательных, практически, что немаловажно, полезных книг...

Автор темы, похоже, потерял к ней интерес
Не буду спорить о степени хорошести книги Брауна (я бы ей поставил оценку просто "хорошо"). Однако, Браун, когда писал эту книгу, работал в Мотороле и первая его книга вышла с логотипом Моторолы. Должно быть, следуя корпоративной культуре, он почти не упоминает конкурентов (семинары Юнитрод).
Допустим, автор приводит в книге формулу - либо он её вывел сам и тогда, дабы не утомлять читателя, хорошо бы пояснить (коротенько), как он это сделал, либо он её взял готовую и тогда хорошо бы дать ссылку на первоисточник. Есть ещё третий вариант - эмпирическая формула, которую так и называют "эмпирической". В семинарах Юнитрод теория обратной связи рассмотрена просто и логично - она базируется на законах Кирхгофа, методах усреднения, разработанных американским профессором Мидлбруком на основе трудов Боголюбова и Миропольского, и некоторых эмпирических правилах.
Формулу в книге Брауна можно назвать "магической", поскольку она ниоткуда не следует явным образом.
LVV, по существу вопроса, т.е. по устойчивости преобразователя вообще и по формуле Брауна в частности, можете сказать что-нить? Я без наезда, просто интересуюсь, поелику непрерывные модели первого порядка иногда дают грубо неверные результаты и я пока не знаю - почему.

Что-то мне сдаётся, в русском издании она несколько другая...
Завтра, если не забуду дома посмотреть, сообщу...

По поводу устойчивости. Повторяя слова кем -то сказанные, придерживаюсь того, что способы (данные компонентов) компенсации абсолютно точно посчитать невозможно.

(для справки: я в настоящее время не являюсь разработчиком, в частности в области БП, и уже давно не разработчик, очень давно. И работаю совершенно в другой области. Поэтому ЭТО моё маленькое хобби )





wim , ну, Вы, профессор...

В русском издании в приложении опечатка, в основном тексте формула соответствует исходнику.
На самом деле, я, конечно, придрался к Брауну совершенно зря - если и есть там ошибка, на результат она никак не повлияет, если ограничться, как в его примерах, флайбэком в режиме разрывных токов. В этом случае силовая часть - система первого порядка, АЧХ коэффициента передачи пересекает ось 0 дБ с наклоном -20 дБ на декаду. Т.е., коэффициент усиления может меняться в больших пределах, но критерий устойчивости Найквиста всё равно будет выполняться.


Абсолютно точно нельзя, да никому и не надо, поскольку для этого нужно, например, учесть все паразитные элементы схемы. Речь идёт о том, чтобы на старте, когда схема ещё не существует "в железе" определить какая нужна частотная коррекция, и можно ли её достичь в принципе, и как на неё повлияют разные факторы (к примеру - технологический разброс параметров элементов).

В наше время был, не отменяемый и сейчас , т.н. "метод научного тыка" (с)
На макете или на опытном образце всё вылезет...


Более точно всё равно можно только на анализаторе. А у кого он есть?

-----
Интересный момент из книги Брауна: (не дословно) - "не думайте, что многие инженеры знают всё о частотной коррекции усилителя ошибки..."

Эта область знаний часто находится "за кадром".
К сожалению...

Оказалось, что это две книги одного автора.
"Practical Switching Power Supply Design" и
"Power Supply Cookbook".


Да, действительно не совсем ясно откуда 2.5В ....

Анализатор тоже не панацея. К примеру, в этой задаче – флайбэке на UC284x, если он с гальванической развязкой, может быть до четырёх контуров ОС - куда подключать анализатор? Самое "правильное" место подключения - внутри микросхемы UC284x, которое физически недоступно, а в других местах какой-нить из контуров ОС будет не охвачен анализатором. "Виртуальный" прибор можно подключать куда угодно.


Было такое, про контур обратной связи. Но это утверждение относится ко времени написания книги, т.е. к 90-м годам прошлого века. Сейчас всё достаточно хорошо освоено, кроме управления по пиковому току - вокруг него, собственно, наука и топчется.

Извиняюсь за молчание - во вторник был на выставке, а в среду сервер "повис".

Схема самая простая - обратноходовой преобразователь, трансформатор 1:10. Нормально стабилизирует напряжение.

что есть D?

slope-компенсация не применена. Как я понимаю, она нужна в случае появления субгармоник, когда преобразователь работает "через раз". У меня ситуация другая - идут пачки импульсов. Тем не менее, пробовал подмешивать пилу RC генератора к сигналу токового компаратора эффекта нет.



Спасибо, но резистор 20 Ом - напряжение 1 В. Думаю что должно хватать.



Возможно Браун не лучший в плане теории (например, в приложении Б на стр213 русского издания он говорит о точке -6дБ, в которой импеданс конденсатора равен сопротивлению резистора !), но мне книга очень понравилась. Писал человек много работавший сам. Прочитал много такого до чего ранее доходил свом умом. Теория вещь хорошая, но применительно к преобраователям мало приемлема. Все формулы сводятся на нет кривым ферритовым сердечником или сопротивлением конденсатора.
По поводу кривизны схемы - сам думаю на это, и есть кой-какие подозрения - если подтвердятся сообщу.

Большое спасибо за РDF - очень интересный, но я стабилизирую не импульсный ток, а средний.



Полностью поддерживаю - необходимо четко представлять почему могут возникать проблемы и как их преодолевать. Наличие слабопредсказуемого низкочастного звена в виде выходной емкости и сопротивления нагрузки заставляет делать "ломовые" решения - чтоб всегда работало.

Интересно, если усилитель ошибки выбросить, 2 ногу посадить на землю, как ведет себя Ваша схема, тогда остается только петля ОС по току, должна вести стабильно.

То есть в выходной цепи есть ещё одна ОС по среднему току нагрузки? Потому что, если для "стабилизации" тока используется порог 1 В ШИМ-контроллера, то это всё-таки импульсный ток и он не пропорционален току нагрузки. Может, расскажете поподробнее о своём девайсе? Например, в каком режиме он работает - CCM или DCM?

К заполнения = ton / T = D

Имел сегодня очередной секс с девайсом - ничего не получилось.
Привожу схему.

Устройство должно обеспечивать в нагрузке постоянный ток (примерно 50мА), но напряжение не должно превышать 250В.
Когда отключаю нагрузку преобразователь переходит в режим стабилизации напряжения и нормально работает, потребляя около 100 мА от 12В. Никаких пульсаций нет. Диод VD1 закрыт.
Когда подключаю нагрузку 1-3K, напряжение падает и схема входит в автоколебательный процесс (полный размах на выводе 1 микросхемы). Частота колебаний зависит от С18 (уменьшается с ростом емкости). Если ее убрать колебания остаются. Емкость С12 на частоту влияния не практически не оказывает. Если увеличить С9 - частота колебаний уменьшается. При использовании 220мкф -колебаний нет , но это не жизнь. Емкость параллельно R28 уменьшает частоту колебаний - но не убирает их !!! (даже лит 220 мкф).
Выводы - есть весьма НЧ сдвиг фазы (порядка 1 Гц), но непонятно где . Сегодня смотрел двухканальным осциллографом и сравнивал переменную составляющую высокого напряжения и прохождение сигнала по каналу измерения тока - сдвига не вижу!
Режим работы DCM, но в данному случае что-то другое.






5-50%

Кажется немного стало поятнее - ошибка в том, что завел выход операционника сразу на вход усилителя UC3843. Попробал отцепить ограничение по напряжению и завел сигнал на вход через 100K. Вроде работает.

Это хорошо, что всё работает. Маленькое замечание - колебания возникают из-за не просто сдвига, а запаздывания фазы, и, для того, чтобы уменьшить это запаздывание, в схеме необходима цепь осуществляющая "подъем" фазы. Емкость параллельно R28 не даст этого подъема (она не добавляет "нуля" в передаточной характеристике). В таких случаях необходима последовательная RC-цепь. Однако, число полюсов ("запаздывателей" фазы) у любой цепи не меньше числа нулей (обычно - больше). Чтобы этот дополнительный полюс не мешал жить, нужно выбрать схему корректирующей цепи и номиналы, в данном случае, - резисторов так, чтобы частота полюса была раз в 10 выше частоты нуля (это обусловлено тем, что RC-цепь оказывает существенное влияние на фазу сигнала в пределах плюс-минус одной декады от частоты среза). Более подробно корректирующие цепи можно посмотреть в этих вот юнитродовских семинарах:
http://focus.ti.com/lit/ml/slup069/slup069.pdf
http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf

Спасибо за ссылки. Правда я их ранее уже видел.
О колебаниях - импульсный блок питания изначально содержит выходной RC фильтр - интегратор = 90 градусов задержка сигнала, начиная с очень низких частот. Второй элемент - усилитель - даже скорректированный, начиная с некоторой частоты дает еще сдвиг 90 градусов - итог связь положительная. В моем случае было просто черезмерно задрано усиление и все полюсы попали в область больше 1 усиления.
По-поводу ввода нулей (последовательная RC цепрь на входе). Мне кажется, что ее использовать надо очень осторожно, поскольку она поднимает усиление на ВЧ и может стать источником нестабильности. Оно конечно интересно повернуть фазу в другую сторону, но ....

ОУ почти не даёт запаздывания фазы, поелику охвачен местной отрицательной ОС через R28. А вот дают запаздывание фазы, кроме выходного RC-фильтра, ещё C12, подключенный, как я понимаю, параллельно R33, и цепочка R27, C18. Всё вместе - 270 гр., причём на низких частотах.
Нуль выходного конденсатора более высокочастотный - что-то в районе неск. кГц и на то, что творится на низких частотах, он, конечно же, повлиять не может. Насчёт его использования для частотной коррекции - таки да, вещь труднопредсказуемая, но учитывать всё равно надо. Тут, собственно, может помочь PSpice - переложить рутинную рботу на могучие плечи умных машин.

Интересно, в книге Марти Брауна встретил описание демпфера без потерь (рис 4.5). Сегодня решил попробовать - емкость взял 10Н, индуктивность 40мкГ. В PSpice (ORCAD) попробовал вроде работает. Спаял - КПД стал меньше При этом нижний диод "звенит". Оно наверное понятно - ток через ключ стал больше, а в нагрузку меньше, но подбирать для каждого транса свой конденсатор еще тот геморрой. Может у кого эта схема нормально работает?