Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Существует ШИМ- контроллер с большой амплитудой пилы на компараторе ?
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Компоненты Силовой Электроники - Parts for Power Supply Design
tremor
Есть много и всяких, но амплитуда пилы макс. около 3В, а желательно раза в 3...4 больше.
rezident
А усилить по напряжению никак?
sahka
да и зачем такая пила большая?
tremor
Цитата
А усилить по напряжению никак?


Усилить пилу, это идея!!!
Вот только одна незадача, пила уже внутри контролера идет на компаратор. Внешнее соединение было входа компаратора и пилы, я только у uc3825 нашел, а она глючная по отзывам из инета.

Цитата
а и зачем такая пила большая?


Чтобы получить максимальное усиление пропорциональной части усилителя ошибки. Если скорость нарастания напряжения с усилителя ошибки превысит скорость нарастания напряжения пилы, возникнут субгармонические колебания. Кроме того есть некоторая специфика задачи для которой выбирается контролер (стабилизатор тока), время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа. Как подругому обойти проблему незнаю…
sahka
никогда не слышал, что бы UCC "глючили", ну так можно частоту повыше сделать. Или собрать все это на дискретах.
sera_os
Цитата(tremor @ Aug 25 2008, 20:09) *
... Кроме того есть некоторая специфика задачи для которой выбирается контролер (стабилизатор тока), время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа. Как подругому обойти проблему незнаю…

А поднятие частоты преобразования не поможет?
wim
Цитата(tremor @ Aug 25 2008, 21:09) *
Вот только одна незадача, пила уже внутри контролера идет на компаратор. Внешнее соединение было входа компаратора и пилы, я только у uc3825 нашел, а она глючная по отзывам из инета.
Чтобы получить максимальное усиление пропорциональной части усилителя ошибки. Если скорость нарастания напряжения с усилителя ошибки превысит скорость нарастания напряжения пилы, возникнут субгармонические колебания. Кроме того есть некоторая специфика задачи для которой выбирается контролер (стабилизатор тока), время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа. Как подругому обойти проблему незнаю…

Чё-то здесь не то. Усиление в петле, если это режим управления по напряжению, обратно пропорционально амплитуде пилы. Т.е., для увеличения усиления, амплитуду пилы стараются наоборот уменьшить. А если это режим управления по току, то пила берётся из тока дросселя. Ну и субгармонические колебания устраняются дополнительной пилой, но все равно нужную скорость нарастания проще всего получить масштабированием на резистивном делителе.
Если нужна максимально быстрая реакция на изменение нагрузки, посмотрите в сторону гистерезисного управления.
UC3825 - нормальная микросхема, глючат отечественные клоны, на которые иногда по ошибке шлёпают "фирменную" маркировку smile.gif
tremor
Цитата
А поднятие частоты преобразования не поможет?


Поднятие частоты не поможет, была бы возможность, так и бы и сделал. Мощность преобразователя 2.5кВт, и так частоту задрал до 20кГц. Кроме того увеличение частоты как раз и приводит к увеличению скорости нарастания напряжения пили на входе компаратора.
Управление организовано по среднему току в дросселе. Теорию изучил по семинарам Unitrode. В "1990 Unitrode Design Seminars - SEM700" , есть статья "Average Current Mode Control of Switching Power Supplies" by Lloyd Dixon, в которой приводится пример расчета обвязки усилителя ошибки BUCK конвертера. И первым делом рассчитывается максимальное усиление пропорциональной части. И потом уже идет расчет места положения полюсов и т.д. Я тут как мог проиллюстрировал описанное явление возникновения субгармонических колебаний при высоком усилении пропорциональной части, можно было и в Spice промоделировать, там тоже все замечательно получается.
Может, ошибаюсь в чем-то, тогда поправьте, пожалуйста.
Burner
Получается, идея в том, чтобы напр. с усилителя ошибки менялось медленнее, чем пила? Это при насыщении этого усилителя(когда напр. между входами превышает нужное для макс/мин. выхода) или в линейном режиме?
Можно попробовать сделать на выход Г-образный ФНЧ(резистор-конденсатор). Можно просто конденсатор на выход, напряжение затормозится за счет внутр. сопротивления усилителя.
20 кГц - это самый минимум для 2,5 кВт, и то для двухтактника. У тебя двухтактник? Какая вообще структура силовой части? Красная линия - это выходной ток? Что-то он очень быстро нарастает и медленно падает.

Цитата
время установления номинальной нагрузки с нуля может происходить всего за один период работы ШИМа

Для двухтактной топологии довольно круто. Обычно при этом в ней происходит нарушение симметрии, и необходимо делать контроль намагничивания или симметрирование.
tremor
Цитата
Получается, идея в том, чтобы напр. с усилителя ошибки менялось медленнее, чем пила?

Да, иначе неустойчивость.
Цитата
Это при насыщении этого усилителя(когда напр. между входами превышает нужное для макс/мин. выхода) или в линейном режиме?

Картинка для линейного участка работы усилителя ошибки (0<Uусил.ошиб=Kp*(Iнаг-Iзад)<Uпит).

Цитата
Можно попробовать сделать на выход Г-образный ФНЧ(резистор-конденсатор). Можно просто конденсатор на выход, напряжение затормозится за счет внутр. сопротивления усилителя.

Что по сути эквивалентно, интегральной части ПИД'а, Это замедлит реакцию обратной связи на возмущение в цепи нагрузки, и приведет к перерегулированию.
Цитата
20 кГц - это самый минимум для 2,5 кВт, и то для двухтактника. У тебя двухтактник? Какая вообще структура силовой части? Красная линия - это выходной ток? Что-то он очень быстро нарастает и медленно падает.

Нагрузка стабилизатора может меняться хаотично и произвольно от КЗ до ХХ (холостого хода.) Поэтому невозможно выбрать рабочую точку стабилизатора и от неё плясать. Красная линия это ток в цепи нагрузки приведенный через усил.ошибки на вход компаратора(спадает медленно потому что напряжение на нагрузке близко к нулю ). Проблема собственно в том что работа начинается с КЗ и ток достигает минимального установленного значения (2,5А…5А) за половину такта и менее периода работы ШИМ. Тут никакие интеграторы в цепи обратной связи принципе не подходят. Увеличить индуктивность дросселя можно, но это снизит динамику реакции ИТ (источника тока) на сигнал управления, а её надо сделать предельно быстрой по возможности.
Что касается 20кГц, то этого достаточно высокая частота для IGBT-модуля, параметры пульсаций тока на частоте 20кГц полностью подходят для нагрузки во всем диапазоне токов. Двухтактные топологии отпадают сразу из-за свойств нагрузки.
Нам макетах я убедился в том что нужен именно ШИМ с максимально возможной амплитудой пилы, но все же усиление не получается сделать большим из-за приведенного эффекта.
sahka
привели бы полные требования нагрузки: какой сброс\наброс, за какое время, какое перерегулирование допустимо.
В сторону ЧИМа не смотрели?
Burner
Цитата
достигает минимального установленного значения (2,5А…5А) за половину такта и менее периода работы ШИМ

Да и еще макс. скорость реакции.
Дак это.. В таких условиях категорически рекомендуется Current Mode - мгновенный, при котором триггер ШИМ сбрасывается сразу по достижении током порога. Из-за пилы в дросселе чистый Current Mode дает не очень точную установку тока, но можно смешать(суммировать) мгновенный токовый сигнал с усредненным, который у тебя уже есть. И будет тебе счастье - устойчивость, скорость и точность smile.gif. Но токовый сигнал желательно брать с датчика в чопперной цепи - токового транса на стоке или шунта RS1.

ЗЫ. ШИМ без триггера(как в TL494) в данных условиях нежелателен. Да и вообще при большой мощности его использовать не стоит.

Насчет стока я погорячился - тут транс можно поцепить только на эмиттер IGBT. Если IGBT медленный, ему полезно поставить RCD снаббер - выносливость возрастет процентов на 30.
wim
Цитата(Burner @ Aug 27 2008, 18:04) *
Дак это.. В таких условиях категорически рекомендуется Current Mode - мгновенный, при котором триггер ШИМ сбрасывается сразу по достижении током порога. Из-за пилы в дросселе чистый Current Mode дает не очень точную установку тока, но можно смешать(суммировать) мгновенный токовый сигнал с усредненным, который у тебя уже есть. И будет тебе счастье - устойчивость, скорость и точность smile.gif. Но токовый сигнал желательно брать с датчика в чопперной цепи - токового транса на стоке или шунта RS1.

Дак это ... у него и есть Current Mode - тока не по пиковому, а по среднему току дросселя. А щастья нет, поелику он "мгновенный" тока по входному напряжению. А изменения в нагрузке отрабатывает через усилитель ошибки (медленно и нудно). Если надо реагировать за полтакта, то лучше какой-нить вариант гистерезисного управления. Буржуины, к примеру активно продвигают sliding mode control.
Burner
Только по среднему не пойдет. Мгновенное по вх. напряжению - это ограничение по среднему? И где туда заводится входное напряжение?
sliding mode control - это что такое?

Релейное управление, если не тактируется - хорошо, конечно, только беспорядочное, и требует сигнал с датчика тока в паузе. Так что токовый транс не подходит.

Я тут придумал регенеративный снаббер для чоппера(подозреваю, что не я первый smile.gif). В общем, обычный снаббер с дросселем, только в 2 этажа. Если кому интересно, нарисую.
tremor
Цитата
Насчет стока я погорячился - тут транс можно поцепить только на эмиттер IGBT. Если IGBT медленный, ему полезно поставить RCD снаббер - выносливость возрастет процентов на 30

Это сразу вызовет проблему с его ресетом (не люблю токовые трансы при D>0.5). И проблема с его размещением, так как используется IGBT-модуль (конденсатор входной как крепить?)

Цитата
ЗЫ. ШИМ без триггера(как в TL494) в данных условиях нежелателен. Да и вообще при большой мощности его использовать не стоит.

Мой любимый ШИМ, его просто обвязывать надо хорошо и тогда он работает отлично, у него в отличие от многих ШИМ'ов заполнение может составлять всего 0.3%. Отсутствие тригера это конечно огромный минус, но что делать......

Цитата
Дак это.. В таких условиях категорически рекомендуется Current Mode - мгновенный, при котором триггер ШИМ сбрасывается сразу по достижении током порога.

У СМ есть огромный недостаток, это помехоустойчивость. Еще ко всему прочему подмешивать пилу надо и фильтровать сигнал с трансформатора тока (что снизит время его реакции и приведет к пропускам импульсов при КЗ в цепи нагрузки). И как тут уже справедливо заметили, реакция на управляющее воздействие будет медленной.

Гистерезис отбросим сразу как никудышный вариант в плане периодичности протекающих при нем процессов.

Цитата
Буржуины, к примеру активно продвигают sliding mode control.

Никогда о нем не слышал, если можно поподробней или ссылку на ресурс.

Есть еще вариант использования специального DSP процессора типа dsPIC, но это только в будущем.

Завтра выложу осциллораммы тока и напряжения нагрузки, надеюсь это прояснит задачу которую я хочу решить.


PS. Схемы снаберов прикреплю, выбирай любой, есть еще варианты в "Snubber Circuits - Theory, Design and Application"
Burner
Беру все smile.gif. Второй - работает почти как мой, но деталюшек меньше.
А Fig 7a - это куда ставить? К чопперу приделать не получается.
Цитата
"Snubber Circuits - Theory, Design and Application"
- это где взять?
Цитата
Отсутствие тригера это конечно огромный минус, но что делать......

Приделать внешний. Я так пару раз делал, отличто работает. Выставлять его синхро импульсом задающего генератора, сбрасывать спадом ШИМа.
Если заполнение ШИМ будет больше 95% - ТТ не годится, согласен.
ТТ можно надеть на стойку, на которую поставить конденсатор. Конечно, индуктивность немного возрастет. Но если ток такой большой, что это мешает - можно разориться на холловский датчик тока. А с какого датчика ты сейчас снимаешь напряжение, и где он стоит?
Сигнал с трансформатора тока лучше не особо фильтровать, а бланкировать - на триггер подается импульс ЗГ 1-2 мкс, удерживающий его в сост. "1" независимо от сигнала сброса.
Потом сигнал ТТ устаканивается, импульс заканчивается. Это тоже может вызвать пропуски импульсов при КЗ - тех же 1-2 мкс. Мож., при КЗ снижать частоту(можно сделать датчик вых. напряжения, напр. на оптопаре). Можно вовсе извратиться и менять частоту пропорционально напряжению нагрузки. На динамику не повлияет, поскольку ток быстро меняется только при большом напряжении.
sup-sup
Интересно, что же это за устройство. Похоже на сварочник.
В UC3842, например, часто подмешивают пилу генератора к пиле токового датчика чтобы увеличить крутизну и уменьшить флуктуации. Кстати, в прямоходе эти пропуски совершенно не мешают и сними не надо и бороться, разве что выходное напряжение если нужно стабильное. В этом случае надо как можно меньше брать индуктивность дросселя, тогда и пила покруче будет, но и ток импульсный побольше. А если накопленная за цикл энергия больше, чем надо, то при размыкании нагрузки ничего не сделаешь, надо конденсатор увеличивать или частоту повышать, в общем, порции энергии уменьшать. А почему нельзя частоту поднять, из=за IGBT? Почему не применили MOSFET? Напряжение большое или цена ограничивает? Так как любую задачу можно решить несколькими способами, возможно нужно это и сделать, тогда вопрос об амплитуде пилы можно было бы обойти.
wim
Цитата(tremor @ Aug 27 2008, 20:34) *
Гистерезис отбросим сразу как никудышный вариант в плане периодичности протекающих при нем процессов.

За последние годы гистерезисное управление стало существено лучше. TI, к примеру выпускает такие контроллеры для питания процессоров, т.е. как раз для применений, где возможны скачкообразные изменения тока нагрузи. NS тож клепает контроллеры со встроеным ключом, к примеру, LM5008. Вполне прилично работают.
А sliding mode control - это разновидность того же гистерезисного управления. Попытка улучшить динамические характеристики преобразователя. Кое-что по этой теме можно, к примеру, вот здесь глянуть:
http://cktse.eie.polyu.edu.hk/mypubl.htm
http://www.ece.queensu.ca/directory/labora...blications.html
http://www.eie.polyu.edu.hk/~cktse/pdf-paper/PE-0503.pdf
http://www.elkraft.ntnu.no/norpie/10956873...to%20Norpie.pdf
http://www.dei.unipd.it/~pel/Articoli/1997/Cobep/Cobep97.pdf
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.