Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Расчёт PFC
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
uq.vintch
Временно отвлекаясь от темы с AC-DC преобразователем в соседней ветке, сейчас занят расчётом компонент для схемы PFC.
В целом, вроде бы всё вполне понятно. С дросселем вопросов тоже нет, разобрался, посчитал.
Но решил немного заполнить пробелы в собственном образовании (я новичек в разработке силовой/аналоговой электроники), прошу небольшой консультации у местных гуру sm.gif

Собственно, начну с расчётной таблицы, вот ссылка на её страницу.
В ней всё красиво и понятно сделано, но меня интересует несколько теоретических вопросов, а именно:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Насколько я понял, это диаграммы Боде, они же ЛАФЧХ. На вики вроде бы не маленькая статья, но всё равно не могу до конца понять - как именно интерпретировать информацию, представляемую подобными диаграммами? В частности - конкретно в данном контексте. Тоесть - что из них можно подчеркнуть, как их анализировать, что вообще они отображают (прошу, "на пальцах"; википедию читать умею sm.gif )

Возможно вопрос не достоин отдельной темы, но хотелось бы услышать объяснение.. или хотя-бы посылку на достойную литературу, где это кратко и по теме излагается sm.gif

И вопрос второй, касательно собственно PFC.
Сейчас рассчитал дроссель (точнее несколько, будем отталкиваться от того, что проще будет достать/намотать). Дроссель будет на кольце из МО-пермаллоя или сендаста. Мотать будем либо 4-мя жилами 0.55мм диаметром обмоточного провода, либо литцендратом с сечением 1-1.2мм^2.
Далее схема. Воспользовавшись уже упомянутой выше таблицей, расчитал компоненты. Сейчас начинаю трассировать плату, изготовят, буду пробовать запускать. В целом я представляю как протестировать схему и проверить стабильность и скорость реакции обратной связи, но хотелось бы услышать мнение опытных в этом вопросе людей - что я, как новичек, могу упускать и в каком месте можно ждать типичных подводных камней?
PFC пускаю впервые в жизни, хотя boost-конвертеры ранее делал, просто step-up, правда они почти не расчитывались, скорее методом тыка.

PFC делается со следующими характеристиками:

Входное напряжение: 90..260V
Выходная мощность (макс): 75W
Выходное напряжение: 390V
halfdoom
Цитата(uq.vintch @ Jun 1 2011, 18:02) *
Тоесть - что из них можно подчеркнуть, как их анализировать, что вообще они отображают (прошу, "на пальцах"; википедию читать умею sm.gif )

В общем случае то-же, что и для любой системы с обратной связью - оценить быстродействие и запас устойчивости. В вашем случае (по второму графику), запас по фазе при единичном усилении составляет ~50град, что более чем достаточно. Дополнительные полюсы и нули отсутствуют. Низкая частота среза вполне соответствует требованиям к 50-60Гц ККМ. Задача компенсации как раз и сводится к получению требуемых ФЧХ и АЧХ.
uq.vintch
Цитата(halfdoom @ Jun 2 2011, 07:16) *
В общем случае то-же, что и для любой системы с обратной связью - оценить быстродействие и запас устойчивости. В вашем случае (по второму графику), запас по фазе при единичном усилении составляет ~50град, что более чем достаточно. Дополнительные полюсы и нули отсутствуют. Низкая частота среза вполне соответствует требованиям к 50-60Гц ККМ. Задача компенсации как раз и сводится к получению требуемых ФЧХ и АЧХ.


Правильно ли я понимаю... Для оценки корректности работы компенсации мы смотрим на график усиления, находим точку где оно равно единице, смотрим какой запас по фазе в этом месте. Если он выше некоего минимального значения, то всё впорядке (кстати, каким он должен быть, "по хорошему"?) и система реагирует за менее чем половину периода.
Остались вопросы: менее чем за половину периода.. чего? Тоесть внизу на графике показана частота, причём достаточно низкая, это частота чего?
Почему мы смотрим именно при единичном усилении?
Как в данном случае определяется частота среза? Ведь график представлен изначально падающей линией 05.gif
MikeSchir
Цитата(uq.vintch @ Jun 2 2011, 13:45) *
Правильно ли я понимаю... Для оценки корректности работы компенсации мы смотрим на график усиления, находим точку где оно равно единице, смотрим какой запас по фазе в этом месте. Если он выше некоего минимального значения, то всё впорядке (кстати, каким он должен быть, "по хорошему"?) и система реагирует за менее чем половину периода.
Остались вопросы: менее чем за половину периода.. чего? Тоесть внизу на графике показана частота, причём достаточно низкая, это частота чего?
Почему мы смотрим именно при единичном усилении?
Как в данном случае определяется частота среза? Ведь график представлен изначально падающей линией 05.gif

Вопрос, конечно, интересный rolleyes.gif Не мешало бы держать в одной руке паяльник а в другой учебник rolleyes.gif
По определению: автоколебания могут возникнуть в системе с обратной связью при условиях: 1)сдвиг фазы в "разомкнутой системе" на некой частоте должен составлять +-180°(или кратно Nх360°-180°) , 2)коэфициент передачи "разомкнутой системы" на той же частоте должен быть более 1 (0 дБ), поэтому точка - 0 дБ - проверочная, на ней сдвиг не дожен достигать +-180°.
Что такое "реагирует за пол-периода"? Для импульсных систем с обратной связью скорость, определяемая предельной частотой (передачи информации), не может быть больше половины частоты преобразования (теорема Котельникова). На этой почве могут возникать споры rolleyes.gif и очень жаркие rolleyes.gif
Если применительно к ККМ, то при быстрой ОС по напряжению вы никогда не получите "красивый" синус, т.к. систем будет реагировать налюбое изменение выходного напряжения, даже, из-за изменения нагрузки (например).
halfdoom Вам почти всё об этом рассказал, а дальше - учебник rolleyes.gif
ПС С чем связан вопрос о частоте среза? Вообще-то она осталась на Ваших графиках где-то слева, за началом.
uq.vintch
Цитата
Вопрос, конечно, интересный Не мешало бы держать в одной руке паяльник а в другой учебник

Именно так и стараюсь. Учусь самостоятельно лет с 11, постоянно самостоятельно разбирая теорию и проверяя на практике (иногда наоборот - теоретически обосновываю отталкиваясь от учебников/статей эмпирически полученные данные). К сожалению, ни в школе, ни в колледже, ни в университете мне в сумме не дали знаний, покрывших хотябы 1/10 часть тех, которые я получил вышеупомянутым методом.
И в настоящее время - продолжаю sm.gif

Насчёт учебника.

Цитата(uq.vintch)
но хотелось бы услышать объяснение.. или хотя-бы посылку на достойную литературу, где это кратко и по теме излагается

wink.gif

Цитата
По определению: автоколебания могут возникнуть в системе с обратной связью при условиях: 1)сдвиг фазы в "разомкнутой системе" на некой частоте должен составлять +-180°(или кратно Nх360°-180°) , 2)коэфициент передачи "разомкнутой системы" на той же частоте должен быть более 1 (0 дБ), поэтому точка - 0 дБ - проверочная, на ней сдвиг не дожен достигать +-180°.
Что такое "реагирует за пол-периода"? Для импульсных систем с обратной связью скорость, определяемая предельной частотой (передачи информации), не может быть больше половины частоты преобразования (теорема Котельникова). На этой почве могут возникать споры и очень жаркие
Если применительно к ККМ, то при быстрой ОС по напряжению вы никогда не получите "красивый" синус, т.к. систем будет реагировать налюбое изменение выходного напряжения, даже, из-за изменения нагрузки (например).


Я вас понял, спасибо за подробное объяснение.

Цитата
ПС С чем связан вопрос о частоте среза? Вообще-то она осталась на Ваших графиках где-то слева, за началом.

Чёрт, а я же думаю, где здесь явное изменение ровной горизонтальной линии на нисходящую.. тьфу.
Спасибо! sm.gif
SergCh
Цитата(uq.vintch @ Jun 2 2011, 18:14) *
Именно так и стараюсь. Учусь самостоятельно лет с 11, постоянно самостоятельно разбирая теорию и проверяя на практике (иногда наоборот - теоретически обосновываю отталкиваясь от учебников/статей эмпирически полученные данные). К сожалению, ни в школе, ни в колледже, ни в университете мне в сумме не дали знаний, покрывших хотябы 1/10 часть тех, которые я получил вышеупомянутым методом.
И в настоящее время - продолжаю sm.gif

Насчёт учебника.


wink.gif



Я вас понял, спасибо за подробное объяснение.


Чёрт, а я же думаю, где здесь явное изменение ровной горизонтальной линии на нисходящую.. тьфу.
Спасибо! sm.gif

Вот здесь вполне доступно объясняется ряд вопросов из теории автоматического управления применительно к источникам питания.
http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf
Так уж сложилось, что доступной для понимания и не перегруженной невероятной величины формулами литературы на русском языке в инете мало, если вообще есть. ((
А в университете вам ТАУ не преподавали или у вас был гуманитарный факультет?



Цитата(MikeSchir @ Jun 2 2011, 17:52) *
ПС С чем связан вопрос о частоте среза? Вообще-то она осталась на Ваших графиках где-то слева, за началом.

Здесь частота среза это не точка излома АЧХ, а точка пересечения единичного усиления.
uq.vintch
Цитата(SergCh @ Jun 2 2011, 19:25) *
Вот здесь вполне доступно объясняется ряд вопросов из теории автоматического управления применительно к источникам питания.
http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf
Так уж сложилось, что доступной для понимания и не перегруженной невероятной величины формулами литературы на русском языке в инете мало, если вообще есть. ((
А в университете вам ТАУ не преподавали или у вас был гуманитарный факультет?


Благодарю за ссылку, выглядит очень интересно. Обязательно прочту. Английский давно уже не пугает sm.gif
В университете ТАУ не преподавали. Факультет Компьютерной Инженерии и Управления. Возможно будут на последних курсах, но мне в любом случае этого не увидеть - я оттуда уже ушел (по причинам связанным со здоровьем, и только sad.gif ). Но честно говоря я в этом не уверен, вся наша сегодняшняя система образования загружает огромной тучей непонятной теории, при этом совершенно не объясняя как и где её применять (в большенстве случаев, но не во всех). И так везде..
Хотя некоторые полезные вещи подчеркнул.

Так что, книжки, интернет, конференции и, конечно же, мудрость и опыт старших коллег - лучшие источники информации sm.gif

Цитата(SergCh @ Jun 2 2011, 19:25) *
Здесь частота среза это не точка излома АЧХ, а точка пересечения единичного усиления.


Хм, я так изначально подумал (просто логически), но сразу почему-то отмёл такую мысль. Буду знать, спасибо cheers.gif

Скачал недавно книгу: Switching Power Supply Design, Third Edition авторов Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey, причём в текстовом PDF. Закинул на читалку, но пока ещё не решился читать. Я ведь занимаюсь разработкой цифровых устройств и программного обеспечения, а здесь просто так ситуация сложилась, что пришлось заняться разработкой блока питания с PFC. В компании нет больше инженеров-электронщиков. Вот и доучиваюсь на лету)
Если есть какие-то ещё интересные статьи или книги которыми вы можете поделиться, буду признателен.
MikeSchir
Цитата(uq.vintch @ Jun 2 2011, 21:25) *
В университете ТАУ не преподавали. Факультет Компьютерной Инженерии и Управления. Возможно будут на последних курсах, но мне в любом случае этого не увидеть - я оттуда уже ушел (по причинам связанным со здоровьем, и только sad.gif ). Но честно говоря я в этом не уверен, вся наша сегодняшняя система образования загружает огромной тучей непонятной теории, при этом совершенно не объясняя как и где её применять (в большенстве случаев, но не во всех). И так везде..Хотя некоторые полезные вещи подчеркнул.

Если есть какие-то ещё интересные статьи или книги которыми вы можете поделиться, буду признателен.

К выделенному.
Так было всегда! И всегда всё зависит от целей. Самому приходилось, уже через 5-10 лет после окончания института вытаскивать "из под корки" знания по математике, ТАР и другим предметам, но многоё не вытащилось и так и осталось не понятым rolleyes.gif . И это нормально! Это не вызывает жалости rolleyes.gif
Очень трудно общаться с человеком, когда в Профиле видишь:
Цитата
Личная информация
uq.vintch
Участник
Возраст не указан лет
Мужской
Caprica city
День рождения не указан
Интересы
Нет данных


Из интересных книг, до сих пор настольной является:
Севернс Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания. пер. с англ. под ред Л.Е. Смольникова. - М. Энергоатом издат,1988 ISBN 5-283-02435-0
или на английском:
SEVERNS R., BLOOM G. MODERN DC-TO-DC SWITCHMODE CONVERTER CIRCUITS. Van Nostrand Reinhold Co., 1985
где, как раз, много теории по анализу.
Из русских нормально читаются и понимаются книжки Мелешина по преобразователям.
Очени много аналитических публикаций у TI.
Herz
Цитата(MikeSchir @ Jun 3 2011, 10:58) *
Очень трудно общаться с человеком, когда в Профиле видишь:

А Вы разве пробовали общаться?
Очень удивительно. Мне, например, общаться на форуме строчки в профиле участников абсолютно не мешают. Я в них даже не заглядываю без нужды.
Хочет что-то человек сообщить о себе - пожалуйста. Не хочет - что теперь, не разговаривать с ним? Смешно. Попробуйте, у Вас получится. biggrin.gif
uq.vintch
Названия книг сохранил, поищу. У меня последним временем своего рода хобби появилось - собрать компактную библиотеку по ряду тем на электронной читалке)) И приятно тем, что в любой момент когда что-то требуется - можно обратиться к одному единственному устройству и найти это. Жаль только подлый djvu портит всю картину; в нём зачастую не доступен текстовый поиск по понятным причинам.
Благодарю за рекомендации sm.gif

Что касается профиля, я не очень люблю увлекаться заполнением подобного рода форм)
Но секретов никаких нет - мне всего лишь двадцать лет, в настоящее время на правах фрилансера работаю в компании, уже вот на протяжении 4х лет примерно. Не учусь по упомянутым выше причинам. Живу в украине, пока что в луганской области.

И мы несколько отвлеклись от темы. Вернее совсем отвлеклись.
С первым вопросом похоже разобрались, теперь что касается второго. Никто не назвал потенциальных подводных камней при сборке PFC)
Ещё чуть-чуть и я поверю, что здесь всё совсем тривиально laugh.gif

Расчёт схемы и дросселя закончен, плату развёл с учётом рекомендаций в ДШ, хотя они весьма очевидны были изначально. Думаю сегодня уедет на завод. Когда сделают, попробую запустить, отпишусь сюда о результате sm.gif
MikeSchir
Цитата(Herz @ Jun 3 2011, 14:06) *
А Вы разве пробовали общаться?
Очень удивительно. Мне, например, общаться на форуме строчки в профиле участников абсолютно не мешают. Я в них даже не заглядываю без нужды.
Хочет что-то человек сообщить о себе - пожалуйста. Не хочет - что теперь, не разговаривать с ним? Смешно. Попробуйте, у Вас получится. biggrin.gif

Спасибо. Очень рад, что Вам смешно. Не грустите rolleyes.gif
halfdoom
Цитата(uq.vintch @ Jun 3 2011, 14:11) *
Названия книг сохранил, поищу. У меня последним временем своего рода хобби появилось - собрать компактную библиотеку по ряду тем на электронной читалке))


Так-же могу порекомендовать новую работу Мелешина[1], теории управления посвящена значительная часть книги.

1. Мелешин В.И., Овчинников Д.А. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии. Москва: Техносфера, 2011. 576 С.
uq.vintch
halfdoom

Спасибо, добавил к списку книг для поиска.
uq.vintch
Не прошло и пол года как я вернулся sm.gif

Наконец-то взялся за PFC. Собрал. Запустил. Всё окей, вполне уверенно работает при заданной нагрузке. Скважность на затворе ключа правда несколько выше расчётной (фактическая - около 80%), но вполне в разумных пределах и не возрастает при небольшой перегрузке и минимальном входном напряжении.

Но вот вопрос с коэффициентом мощности. Он при 220В на входе составляет всего лишь 0.96
При отключении PFC - 0.65
При небольшой перегрузке возрастает до 0.98
При уменьшении входного напряжения до нижней границы заявленного диапазона возрастает до 0.99
Коэффициент мощности изменяется ваттметром Metrix PX 110.
Форма тока - достаточно красивый синус, но имеет небольшой фазовый сдвиг относительно напряжения + чуть-чуть всёже кривоват, но это пожалуй вполне нормально для PFC, тем более при мощности в 55W.

Суть вопроса: подскажите, пожалуйста, в каком направлении копать, чтобы повысить коэффициент мощности с 0.96 до 0.98-0.99?
То есть какой элемент(ы) влияют на скорость отклика, как можно попробовать её скорректировать, чтобы повысить коэффициент мощности.

Напомню, PFC собран на базе UCC28019. Схема практически не отличается от таковой в даташите, скорректированы лишь некоторые номиналы элементов, согласно расчётной таблицы.
Даташит на этой странице

Сам же тем временем пойду ещё раз перечитывать даташит, вникать...

Заранее всем спасибо sm.gif
SergCh
А приборчик этот как коэфф. мощности меряет? Он сдвиг тока и напряжения учитывает?
uq.vintch
Цитата(SergCh @ Sep 15 2011, 15:24) *
А приборчик этот как коэфф. мощности меряет? Он сдвиг тока и напряжения учитывает?


К сожалению, не могу точно ответить.
Измеряет он в диапазоне 0.00 - 1.00, погрешность поддиапазона 0.51-1.00 составляет 3% +/- 2 деления; разрешение 0.01
Для измерения мощности применяется True RMS расчёт.
А вот как именно он расчитывает реактивную мощность (и, соответственно, косинус угла сдвига) - не написано в документации.
Сам же прибор имеет все необходимые сертификаты и, более того - параллельно с нами такой точно прибор купили местное управление (или филиал, как их точнее..) электросети.

Судя по осциллограмме могу сказать, что вероятней всего здесь причина в фазовом сдвиге (он виден на осциллографе). Сама же форма тока достаточно хорошо повторяет синус, кроме небольшой "ряби" на верхней части "горбушек".


Собственно, вот:
(p.s. ув. модераторы, этот форум не поддерживает скрытый текст? не нашёл почему-то... хотел сократить пост)

В каждом случае источником выступает ЛАТР+изолирующий трансформатор, нагрузкой - электронная нагрузка ITECH IT8512B в режиме Constant Wattage настроенная на 55W. Питание UCC28019 берётся от внешнего источника номиналом 12В.
Первый канал (желтый) - напряжение, второй канал - ток.
Ток измеряется по входу, сразу после изолирующего трансформатора. Измерение производится бесконтактным способом, токовым щупом Agilent N2782A.

Случай первый, включаем схему не подавая питание на UCC28019:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Vin = 220.0VAC
I = 0.381A
P = 57.7W
Q = -60.6VAR
S = 83.7VA
cos w = 0.69

Случай второй, подали питание на UCC28019:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Vin = 220.0VAC
I = 0.277A
P = 58.8W
Q = -16.3VAR
S = 61.0VA
cos w = 0.96

Измеряем фазовый сдвиг с помощью X-Y развёртки:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Измерение по вертикали: cos w = 0.9684
Измерение по горизонтали: cos w = 0.9786

Вот.. такая штука.

Забыл добавить - вход PFC включен через ПП фильтр с двумя конденсаторами. Отсюда дополнительных пару ватт мощности.
SergCh
Спасибо, весьма информативно!
Концовку не понял, вы под "cos w" подразумеваете косинус сдвига между током и напряжением или коэфф. мощности?
Посмотрел на приборчик, на его описание. Он подключается как счётчик эл. энергии выходит, измеряя напряжение на входе и ток через себя?
uq.vintch
Цитата(SergCh @ Sep 15 2011, 20:32) *
Концовку не понял, вы под "cos w" подразумеваете косинус сдвига между током и напряжением или коэфф. мощности?

Здесь "w" стоит вместо буквы "фи", лень было в таблицу символов идти sm.gif
Коэффициентом мощности называют косинус угла между векторами тока и напряжения. Для синусоидальных тока и напряжения он же будет являться косинусом угла сдвига фаз. То есть это одно и то же.
А расчёт там - это обычная методика используя фигуры Лиссажу; хотя признаться я впервые применил её на практике) Учили очень давно, а тут вот представился случай использовать на практике.

Цитата(SergCh @ Sep 15 2011, 20:32) *
Посмотрел на приборчик, на его описание. Он подключается как счётчик эл. энергии выходит, измеряя напряжение на входе и ток через себя?

Да, всё верно. Он имеет четыре контакта выведенных, пара для измерения напряжения (600VAC) и пара для измерения тока (6A). Практически его подключение эквивалентно подключению вольтметра и амперметра к одной цепи, только прибор один.
Прибор - француз. Впервые столкнулся с ихней техникой. Выполнен немного громоздко (по габаритам чуть-чуть больше "обычного" мультиметра), но в целом очень качественно, мне понравился.

И всё же возвращаясь к теме sm.gif
Попробовал заменить входной конденсатор (стоящий сразу после диодного моста; у меня там 100nF стоял) на 10nF, коэффициент мощности вырос на 0.01
Впрочем стоило этого ожидать, но всё же это не решение.
Почему-то никак не могу понять какую цепь нужно скорректировать, голова совсем сегодня не работает...
Подставил в расчётную таблицу выходную мощность 55 Вт вместо 70, минимальная расчётная индуктивность сразу взлетела с 2.3мГн до 3.2мГн; возможно в этом и проблема.. нужно попробовать дроссель с бОльшей индуктивностью поставить.
Serg SP
Если не секрет, на чём дроссель мотали, на кольце или на Ш-образном с зазором? Какой материал использовали? Какой КПД получился?
uq.vintch
Дроссель намотан на кольце 33х20х11мм из сендаста. Молибден-пермаллой отвергли из-за высокой стоимости. Тем более, мощность до 70Вт, поэтому заметных потерь в сердечнике всё равно не будет.
Рассчитан на 2.1 мГн с размахом индукции до 0.4 Тесла при токе 1.6А (рабочий немного ниже).
Предварительно, КПД составил приблизительно 96%
Serg SP
Спасибо, познавательно.
Прохожий
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 22:40) *
Дроссель намотан на кольце 33х20х11мм из сендаста. Молибден-пермаллой отвергли из-за высокой стоимости. Тем более, мощность до 70Вт, поэтому заметных потерь в сердечнике всё равно не будет.
Рассчитан на 2.1 мГн с размахом индукции до 0.4 Тесла при токе 1.6А (рабочий немного ниже).
Предварительно, КПД составил приблизительно 96%

Про кольцо.
Не многовато ли индукции для выбранного материала?
Про ток.
ПМСМ, что-то не так с петлей ОС, отслеживающей ток.
Плохо это дело делается...
uq.vintch
Цитата(Serg SP @ Sep 15 2011, 22:08) *
Спасибо, познавательно.

Незачто sm.gif

Цитата(Прохожий @ Sep 15 2011, 22:18) *
Про кольцо.
Не многовато ли индукции для выбранного материала?
Про ток.
ПМСМ, что-то не так с петлей ОС, отслеживающей ток.
Плохо это дело делается...

Индукция насыщения сендаста лежит в пределах 1-1.2 Тесла. В моём же случае размах в 0.4 Тл может быть достигнут только при небольшой перегрузке выхода и при минимальном питающем напряжении. А штатная рабочая индукция поменьше будет. В любом случае, даже если 0.4 Тл выбрать рабочей, до насыщения ещё очень далеко. Потери конечно возрастут, но этот момент я ещё проконтролирую на финальных тестах, и если будет необходимо - дроссель будет пересчитан.

Насчёт петли ОС. Да. Я к этому же склоняюсь, запаздывает она немного чтоль... Но не пойму как скорректировать. Пробовал менять номинал резистора с которого снимается напряжение (0.1 Ом стоит изначально в моей схеме) на 0.068 Ом и на 0.2 Ом - разницы вообще никакой. 220 Ом резистор идущий на вход микросхемы Isense очевидно здесь никакой важной роли не сыграет. Конденсатор фильтра на входе Isense пробовал уменьшать с 1нФ до 820пФ - никакой разницы заметной. Что ещё попробовать..
Я здесь похоже не до конца понимаю, как микросхема синхронизируется с синусом источника, а именно с прохождением нуля. Соответственно не могу придумать решения..
По логике она должна это делать через линию Vins, но нет же, на блок-схеме ИМС там отчётливо дали понять, что эта линия используется только для UV/OV защит. А как это сделать по току у меня до сих пор чёт в голове не укладывается help.gif Туплю я и всё тут.
Прохожий
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 23:36) *
Насчёт петли ОС. Да

Я бы еще попробовал поиграться с выходной емкостью PFC.
1. Уменьшить<->увеличить ее величину.
2. Добавить <-> убрать пленочные конденсаторы, параллельно этой выходной емкости.
uq.vintch
Увеличил дроссель до 4мГн.
Никакого эффекта. Как работал, так и работает. Ширину импульса и амплитуду тока в дросселе не стал уже смотреть...

Увеличил выходную ёмкость вдвое - никак не отреагировал. Убрал плёночник (у меня стоит 100nF x 630V) - тоже никакой реакции.

Во всех случаях КПД и коэффициент мощности остаются на том же уровне. Тестирую по-прежнему на 220В входа и 55W нагрузки на выходе.

Таким образом, если дроссель не при чём (на данный момент я пробовал и увеличивать, и уменьшать), его за глаза хватает. Ёмкости выхода тоже не при чём. Остаётся только обратная связь. И как её бы настроить то... 1111493779.gif
SmartRed
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 17:59) *
Не прошло и пол года как я вернулся sm.gif

Наконец-то взялся за PFC. Собрал. Запустил. Всё окей, вполне уверенно работает при заданной нагрузке. Скважность на затворе ключа правда несколько выше расчётной (фактическая - около 80%), но вполне в разумных пределах и не возрастает при небольшой перегрузке и минимальном входном напряжении.

Но вот вопрос с коэффициентом мощности. Он при 220В на входе составляет всего лишь 0.96
При отключении PFC - 0.65
При небольшой перегрузке возрастает до 0.98
При уменьшении входного напряжения до нижней границы заявленного диапазона возрастает до 0.99
Коэффициент мощности изменяется ваттметром Metrix PX 110.
Форма тока - достаточно красивый синус, но имеет небольшой фазовый сдвиг относительно напряжения + чуть-чуть всёже кривоват, но это пожалуй вполне нормально для PFC, тем более при мощности в 55W.

Суть вопроса: подскажите, пожалуйста, в каком направлении копать, чтобы повысить коэффициент мощности с 0.96 до 0.98-0.99?
То есть какой элемент(ы) влияют на скорость отклика, как можно попробовать её скорректировать, чтобы повысить коэффициент мощности.

Напомню, PFC собран на базе UCC28019. Схема практически не отличается от таковой в даташите, скорректированы лишь некоторые номиналы элементов, согласно расчётной таблицы.
Даташит на этой странице

Сам же тем временем пойду ещё раз перечитывать даташит, вникать...

Заранее всем спасибо sm.gif


Почитайте sluu325a UCC28019A EVM 350-W PFC Converter User's Guide.
Там есть графики КМ в зависимости от нагрузки и входного напряжения.
Ваша схема ведет себя как недогруженная.
Гте то вы пролетели с масштабированием в сторону малых мощностей.

Огласите пожалуйста ваши отличия от типовой схемы - какие номиналы вы поменяли.

Да, как работает МС я тоже категорически не понял, хотя опыт проектирования ККМ имеется.
Там на первой странице даташита сказано что напряжение входное они не смотрят.
SergCh
Цитата(uq.vintch @ Sep 15 2011, 22:00) *
Здесь "w" стоит вместо буквы "фи", лень было в таблицу символов идти sm.gif
Коэффициентом мощности называют косинус угла между векторами тока и напряжения. Для синусоидальных тока и напряжения он же будет являться косинусом угла сдвига фаз.


про фи и w я конечно догадался rolleyes.gif , но то что вы скзали про косинус фи, верно лишь для синусоидальных сигналов.
Для наших источников коэффициент мощности будет зависеть от косинуса фи и коэффициента искажения формы потребляемого тока
λ=cosφ/SQR(1+THD²)
uq.vintch
Цитата(SergCh @ Sep 16 2011, 08:16) *
про фи и w я конечно догадался rolleyes.gif , но то что вы скзали про косинус фи, верно лишь для синусоидальных сигналов.
Для наших источников коэффициент мощности будет зависеть от косинуса фи и коэффициента искажения формы потребляемого тока
λ=cosφ/SQR(1+THD²)

Аа, вот где она собака зарыта. А я всё думаю, как же посчитать коэффициент мощности с учётом искажения формы. Спасибо!

Цитата(SmartRed @ Sep 16 2011, 07:21) *
Почитайте sluu325a UCC28019A EVM 350-W PFC Converter User's Guide.
Там есть графики КМ в зависимости от нагрузки и входного напряжения.
Ваша схема ведет себя как недогруженная.
Гте то вы пролетели с масштабированием в сторону малых мощностей.

Спасибо за наводку, сейчас пойду разбирать. Да, схема в самом деле ведёт себя как недогруженная - при повышении нагрузки коэффициент мощности возрастает.

Цитата(SmartRed @ Sep 16 2011, 07:21) *
Огласите пожалуйста ваши отличия от типовой схемы - какие номиналы вы поменяли.

Под типовой схемой я сейчас подразумеваю Design Example PFC на 350W в даташите.
Отличия:
Cicomp - 470pF вместо 1200pF
Cvcomp - 4.7uF вместо 3.3uF
Cin - 100nF вместо 330nF
Rsense - 0.1R вместо 0.067R (впрочем пробовал и 0.068 ставить, разницы не ощутил)
Rvins1 - 6M8 вместо 6M5; последних нет в наличии.
Диод у меня пока что стоит BYV26C, будет стоять тоже ultrafast но в TO220 корпусе.
Ключ стоит такой же, но временно, сменю на более дешевый (возможно IRFBE30, посмотрим как греться будет).

Собственно.. это и всё, в остальном схема вся по ДШ. Номиналы деталей мне любезно предоставила расчётная таблица, которая там же на сайте TI и лежит (в начале топика я давал на неё ссылку, если что..).
SmartRed
Cin уменьшите в 2 раза.
Именно он портит КМ на малых нагрузках.
Rsense я бы увеличил раза в 2.
uq.vintch
Пробовал уменьшать до 10нФ - коэффициент мощности поднялся до 0.98
Но это как-то противоестественно кажется 05.gif уменьшил на порядок, а результат даже не дошёл до желаемого (0.99).
Rsense пробовал увеличивать до 0.2 Ом - никакой реакции тоже.

--
Не удержался всё же, поставил 1.5нФ вместо 100. Пустил. 0.97 показывает... На осциллографе форма/смещение на глаз не изменились. Ток по-прежнему явно немного отстаёт sad.gif
uq.vintch
Приехали...
Я совершенно забыл о входных конденсаторах, ПП фильтре, стоящем перед мостом. Точнее - о номиналах этих самых конденсаторов. А там стоят 2х470nF
Выпаял один - PF подпрыгнул с 0.96 до 0.99
На осциллографе видно как "горбушки" немного отодвинуты близ амплитудного значения, но ноль проходят теперь синхронно. Так что сразу два ответа - во-первых прибор всё-же меряет только фазовый сдвиг по всей видимости и не учитывает THD, во-вторых понятно почему этот фазовый сдвиг имел место и почему никакие изменения в цепях UCC28019 не сказались на результате. Кстати в этом месте микросхеме отдельный респект - она стойко держалась, не поддавалась на провокации biggrin.gif

Не уверен что тема с низким PF закрыта, нужно ещё понять в чём была причина - только в высокой ёмкости, или ещё и в асимметричности фильтра. Буду сейчас разбираться.
Также буду рад услышать соображения по этому поводу sm.gif

yeah.gif
SmartRed
Какая емкость повлияла на результат входная или та что у моста ?
uq.vintch
Входная, стоящая перед мостом (на переменном токе, не на постоянном). Поэтому то я её не трогал раньше...
uq.vintch
Подтверждаю. Проблема была только в ёмкости, точнее в её номинале - 2х 470нФ чрезмерно много. Заменил их на 2х 100нФ - всё прекрасно. При напряжении свыше 230VAC и нагрузке 55Вт коэффициент мощности по прежнему сохраняется на отметке 0.99, при снижении напряжения ниже 160-180В - прибор уже показывает 1.00

Думаю вопрос о низком PF закрыт. Заберу детали, поставлю диод на радиатор, погоняю с небольшой перегрузкой на длительных тестах и думаю после этого вопрос с PFC целиком также будет закрыт. Ну, по крайней мере до тестов с применением анализатора спектра. На окне FFT осциллографа ничего не видно, основная гармоника и дальше примерно ровный шум, но это очевидно не показатель.. для сертификации ещё предстоит попотеть наверное sm.gif
uq.vintch
Когда уже всё казалось бы хорошо, возникла очередная проблема angry.gif
Собрал список последовательности финального контрольного теста, начал тестировать. И на этапе проверки запуска вылезла проблема - дроссель на несколько сетевых периодов улетал в насыщение. Начал разбирать механизм защиты от пикового тока, тут же внезапно дошло, что детектирование устанавливается не внешним делителем, а самим резистором Rsense. Тут же кстати вспомнились слова SmartRed)
Поднял до 0.2 Ом, Csense (фильтр) немного уменьшил - до 820пФ. Всё ок, с насыщением справились. Теперь вторая проблема. Как оказалось, Soft Start у этой микросхемы - одно название. Имхо, сделано, что называется, через *опу. Выход Vcomp по включении начинает линейно наращивать напряжение. При этом, пока оно растёт, контроллер, внимание, увеличивает ток дросселя! Ну и где здесь плавность? Как это выглядет на осциллографе:
- момент включения, Vcomp начинает рости, форма тока мгновенно (за 1 сетевой период) превращается в синус.
- Vcomp ростёт. Амплитуда тока начинает рости.
и вот тут случается самое неприятное - амплитуда тока уже достигает предела срабатывания защиты токовой (причём защиты от пиков тока, Soft Overcurrent почему-то спит чтоль..), и токовый синус получается с "вырезаными" частями - короткие периоды, когда ключ принудительно закрывается.
Так продолжается около 8-10 сетевых периодов, пока напряжение на Vcomp не достигает некоего уровня, после чего амплитуда тока выравнивается и остаётся работать с красивым ровным синусом.

Что я сделал. Сначала попробовал увеличить инертность, добавив ёмкости к цепи компенсации на Vcomp. Стало только хуже - весь этот ужас просто затянулся и всё. Пошёл в обратном направлении - срезал ёмкость примерно в 3 раза. Vcomp нарастает за пару сетевых периодов, соответственно время, которое срабатывает токовая защита - тоже около 2х периодов. Итого весь запуск стал вполне гладким, проходит за пару сетевых периодов.
Попробовал ещё уменьшить ёмкость - эффекта не наблюдаю...

Суть вопроса. Пожалуйста, если у кого-то есть идеи - подскажите, как заставить эту микросхему не увеличивать ток до значения, при котором срабатывает Peak Over Current protection? И второе - почему спит Soft Over Current?

p.s. На днях скорректировали ТЗ, решили выйти на мощность в 110W. Поэтому с этого момента, рабочая мощность - 110W. Дроссель менять не пришлось, только немного цепи компенсации. В любом случае, я тестировал и при 50W, и на старых цепях компенсации - старт одинаково кривой.
Rsense сейчас составляет 0.2 Ом.
uq.vintch
Прояснилась суть проблемы. Спасибо E2E Community, подсказали.
Детали здесь: http://e2e.ti.com/support/power_management...8/t/135287.aspx
Пойду думать как разрулить, или, быть может, вовсе оставить как есть. А может получится попробовать UCC28019A; такая идея меня посещала с самого начала, но у нас проблемы с доставкой этой микросхемы.
В общем, когда будут результаты, отпишусь sm.gif

p.s. По-прежнему рад любому мнению/предложению...
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.