Согласно даташиту на МС из серии UC3843, для возможности устойчивой работы её при коэффициенте заполнения 50% и более, рекомендуется компенсировать наклон пилы преобразователя по схеме: рисунок приложен.
Какую часть напряжения генератора следует подать на токовый вход?
Или не заморачиваясь, использовать режим разрывных токов, для предотвращения такой ситуации?Нажмите для просмотра прикрепленного файла

http://www.ddrservice.info/files/Journals/.../st2001_12.djvu
со стр 16

Это, конечно выход, если хочется сделать очень быстро.
А если попытаться посчитать добавочную пилу, то у TI есть публикации U-97 http://www.ti.com/lit/an/slua101/slua101.pdf и U-111 http://www.ti.com/lit/an/slua110/slua110.pdf . Статьи очень замороченые, боюсь многие не смогли перешагнуть этот рубеж и делают всё на глазок и получается Одно можно сказать определённо, величина доб. пилы тем больше, чем больше коэфициент заполнения импульсов. Удачи!

тау
MikeSchir
То, что надо!
Мне, кроме теоретических изысканий с трехэтажными формулами, ничего не попадалось.
Спасибо!

Очень извиняюсь за свой французский, но это писалось для личного пользования, а редактировать некогда.

Про Slope Compensation.


При К зап больше 0.5 возможны осцилляции на половинной частоте переключения.
Для устранения этого явления нужно добавить к сигналу ошибки на входе шим компаратора дополнительную инверсную пилу с наклоном равным наклону с токового датчика при обратном ходе (на трансформаторном токовом датчике мы этот наклон конечно не наблюдаем)


Наклон на обратном ходу с токового датчика можно посчитать по формуле:

Se=(Ns/Np)*(Vвых/L)*Rcurrent transf*Turn ratio current transf

Se- наклон В/с
Ns кол-во витков во вторичной обм.
Np кол-во витков в первичной обм.
Rcurrent transf – нагрузочное сопротивление у трансформатора тока
Turn ratio current transf--- 1/200 в нашем случае.



На рисунке зелёным цветом изображено напряжение с токового трансформатора, подаваемое на вход Ramp шим контроллера.
Красным цветом- дополнительная пила, подмешиваемая к постоянному уровню, приходящему на шим с усилителя ошибки.
Оптимальным вариантом, при котором субгармоника нивелируется за первый же такт, считается совпадение наклонов на обр ходу.
Оптимальным наклоном компенсации, при котором среднее напряжение пилы и пиковое значение будут пропорциональны во всём диапазоне изменения коэфф заполнения 0.5 от обратного наклона дросселя.
Т.е. обычно компенсацию выбирают в районе 0.75 от обратного наклона тока дросселя.
На практике проще инверсную красную пилу(напряжение с конденсатора времязадающей цепи) добавить к токовому сигналу.

будьте любезны рассказать, каким образом появляется пила на токовом датчике при обратном ходе в истоке закрытого ключа?

Я уже делал ремарочку по поводу изложения материала.
Думаю вы прекрасно поняли что речь идёт о том, какой наклон мог бы быть если бы с датчика снимался полный сигнал, а не только его прямоходовая часть.

Причины для подмешивания пилы не только в этом.
Дело в том, что при непрерывном токе дросселя (это термин, просьба не придираться) наклона вообще-то может и не быть вовсе.
Это когда надо, чтобы источник работал в широком диапазоне выходных токов при условии его неразрывности.
А здесь наклон может быть очень мал и приведет к увеличению усиления в петле ОС всей системы из-за малой амплитуды этой самой пилы.
Поэтому, для этих случаев пилу, таки, можно подмешивать и при к-те заполнения менее 0,5.

Я с вышеизложенным не согласен, но существует достаточно много версий зачем к токовой пиле подмешивать ещё одну.
Например у нас на фирме свято верят в то что при достаточно пологом нарастании тока в дросселе может возникнуть неустойчивость в токовом контуре, связанная с тем что точка пересечения пологого тока и сигнала ошибки может "плясать" от такта к такту. И это при Кзаполнения меньше 0.5 ! ))
Ерунда это всё, в однотактниках с токовым управлением можно вообще без дополнительной пилы обойтись без ухудшения параметров.

в даташите на UC3842/43 объясняется, с картинками, как возникают паразитные колебания при Кзап больше 0,5. и как дополнительный наклон пилы это устраняет.
очень маленького наклона просто не может быть. такой расчет трансформатора не имеет смысла ввиду того, что во вторичную цепь будет передаваться очень мало энергии, по сравнению с накопленной энергией.

Про случай с коэфф. заполнения более 0.5 там всё правильно написано.
Дальше не совсем понятно, мы о каком типе преобразователя говорим, прямоходовом ?

Не читал, но осуждаю...
Открою страшную тайну.
Для работы прямоходового источника на ХХ подмешивать пилу строго необходимо.
Потому как там ток через ключ вообще отсутствует и опираться ШИМ-компаратору вообще не на что.


А как же работать с малыми токами, если Вы кидаете в топку комсомольской лопатой, когда требуется ювелирная дозировка?

Можно. Но тезисы полезно подкреплять конкретным примером.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Тайну на тайну )) Попробуйте на живом источнике отключить пилу и снять нагрузку с выхода.
Кроме того, разве я утверждал что дополнительно к токовой пиле вообще ничего не надо?


Я имел ввиду прямоходовой источник.
Почему у вас там субгармоники - не знаю

не знаю, кто о чем говорит, но я говорил об обратноходовой топологии.
Прохожий, а вы попробуйте для обратнохода рассчитать такой трансформатор, с пилой, допустим, 10% от амплитуды тока.
работать он, скажем, будет. но посмотрите на масс-габаритные показатели такого трансформатора.
даже ПиАй в своих расчетах не применяет такую глубину неразрывности тока. все должно быть в рамках разумного.
а ювелирную дозировку обеспечивает ШИМ. например, на хх.

Дык, оно на ХХ практически так и есть.
Токовой пилы на ШИМ-компараторе нет, и нагрузка отсутствует.
Только это предельный случай.
А он не интересен.

Добавка пилы - наименее затратный разрешенный способ.

Нет, вы уберите дополнительную пилу, а не токовую.
Сделать красивую пилу и правильно сложить её с токовым сигналом не так просто, как скажем жобавить узкие импульсы небольшой амплитуды.
И подумайте, зачем нужна пила на ХХ, когда ширина импульса в этом режиме вообще не позволяет контроллеру отличить пилу от сигнала любой другой формы.

Последнюю фразу вообще не расшифровал.
Поясните, если не сложно.
Смысл доп. пилы прост - осуществление плавного перехода из режима, когда импульсы присутствуют в каждом такте к режиму пропуска импульсов.
Цель проста - обеспечить заданное напряжение на выходе.


Ничего такого страшного с трансом не произойдет.
Тем более на современных материалах с распределенным зазором.
Железа побольше, а проволоки поменьше.
В наших экономических условиях сия метода весьма эффективна.
А вот обеспечение ювелирной дозировки с помощью ШИМ для меня загадка, особенно, когда отсутствует пила на ШИМ-компараторе.
Т. е. усиленный сигнал ошибки есть, а сравнивать его не с чем.
Откуда импульсам взяться?

о-фи-геть!
это что, произошла революция в теории ШИМ? а я и не знал...

Попробую на пальцах, рисовать лень.
В режиме ХХ ширина импульсов очень короткая, амплитуда дополнительной пилы небольшая. Таким образом приращение напряжения этой доп. пилы за короткое время весьма мизерно, и срабатывание шим компаратора (выключение выхода) происходит скорее за счёт помехи при коммутации и за счёт очень низкого уровня сигнала ошибки, на грани откл шима, пила тут почти никакой роли не играет.
В этом плане лучше вместо пилы подавать короткие импульсы с достаточно крутым передним фронтом и небольшой амплитуды, они легко получаются, если продифференцировать сигнал с силового выхода микросхемы.

"Смысл доп. пилы прост - осуществление плавного перехода из режима, когда импульсы присутствуют в каждом такте к режиму пропуска импульсов."
Здесь настала моя очередь удивляться. Поясните?

Это не суть важно. Однако, если подмешать пилу, в соотв. с верованиями ваших однополчан, то субгармоники "чудесным образом" исчезают.
Всё же полезно тезисы подкреплять примерами.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Да-да, я знал что вы к этому ведёте. Но посмотрите, токовая пила достаточно "качественная", К зап меньше 0.5 , с чего бы субгармоникам взяться ?
Это у вас с модулем что-то не то. Либо большие пульсации сигнала ошибки, либо.....либо...
я не слишком силён в обратноходовиках, там говорят, в режиме непрерывных токов имеется очень неправильный полюс на АЧХ разомкнутой системы, который классическими методами не компенсируется.
Ещё раз повторюсь, всё что выше в этой ветке тут мною сказано, касается прямоходовых источников.

в том-то и дело, что каждый думает о своем...
я имею в виду обратноход, а вы - прямоход.
что касается прямоходовых источников, то тут вы правы - там нет явно выраженной пилы, как у обратнохода. ток намагничивания составляет малую часть от общего тока ключа.

Да вроде есть такая проблема. Реально есть.
Если наклон пилы (трапеции) с датчика тока слишком пологий, то любые шумы могут вызвать неустойчивое срабатывание токового компаратора. чуть раньше или чуть позже положенного. Возникает "рваный" ШИМ, что не есть хорошо.
Но это в непрерывном режиме при большой индуктивности, в режиме близком к КЗ тоже. Обычно, во флае этого нет.
Явление может усугубляться при работе источника на другой несинхронизованный источник или цифровую нагрузку, при небрежной разводке, когда паразитные индуктивности длинных дорожек подзвякивают по каждому чиху....

Для сомневающихся - рекомендую сесть и прорисовать временные диаграммы работы токовой петли в режиме непрерывных токов на миллиметровой бумаге (или на компьютере - главное, масштаб точно соблюдать) при Кзап 0.3, 0.5 и 0.7. Сразу все вопросы по субгармоникам прояснятся. Мне, во всяком случае, в свое время помогло.

А гармоники при Кзап<0.5 при малом DeltaI - бывают, но это вопрос, скорее, топологии и фильтрации токового сигнала.

Тогда покажите свой вариант прямохода с UC3843, про которую вопрошал топикстартер и у которой Кзап>0.5.
Однако, полагаю, что вы снова найдёте повод уйти от прямого ответ а на прямой вопрос.

Пожалуйста, не затевайте очередную склоку. Оппонент вправе ответить с той степенью прямоты, с которой сочтёт нужным. Ваши посты самые убедительные, никто не спорит. Но не нужно на этом основании предъявлять претензии в голословности всем собеседникам.
Модератор.

Очень знакомо. Особенно если датчик тока - токовый трансформатор, из-за его тока намагничивания токовая пила может иметь даже отрицательный наклон.

Это как? Возвращаться назад во времени?

Спорить с модератором, что, извиняюсь, писать противу ветру, но что же вы так всего боитесь-то?
Ведь здесь, таки, общаются не барышни из пансиона благ. девиц, а мужики у которых, ещё раз извиняюсь, есть яйца и они вправе задавать оппоненту неудобные вопросы. И это, пмсм, не есть склока.



Примерно так:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Сколько раз наблюдал неустойчивость в однотактных прямоходовиках с Кзап менее 0.5 и с токовой ОС , каждый раз этому была своя причина, обычно небрежная разводка цепей управления и генерации пилы или плохой фильтрации сигнала ошибки. Но из-за пологости тока проблем ни разу не видел.



Нет у меня прямоходовика на UC3843.
Вопрос - то в чём?

Интересная трактовка , а нарисовать сможете?
Я имел в виду будет не нарастающая, а падающая (интересно, как это ещё можно трактовать, неужели осталась неоднозначность? ).

Как говорится, на нет и вопросов нет.

Это не боязнь, неужели мужики с яйцами так и не поймут?

Попадаются и барышни, но не в этом суть. Задавайте на здоровье сколько угодно неудобных вопросов, но не переходите на личности:

А спорить с модератором - никаких проблем, обращайтесь в личку. Обычно так и поступают.


Это?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
теперь понятно, что имелось в виду.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
А что касаемо перехода на личности, то общаюсь ведь именно с конкретной личностью разработчика, (буде оный таковым является, а не пытается казаться), а не с политкорректной безличностью.

OK, спасибо.

Ну что, продолжим про дополнительную пилу в прямоходовом преобразователе с Кзап. меньше 0.5 и токовым управлением?
На фотках ниже сигнал ошибки (синий) и пила с токового датчика (красный) на шим компараторе.
Здесь используется микросхема UC3825, но это не важно, принцип одинаковый.
Видно что пульсации сигнала ошибки до некоторой степени допустимы и не приводят к неустойчивости токового контура.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Однако при сильных пульсациях их приходится фильтровать сильнее, получая на половинной частоте переключения сильный фазовый сдвиг при приличном усилении, получается вот такая картина:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Подмес дополнительной пилы к сигналу с токового датчика до некоторых пор, пока пульсация не слишком сильная, помогает не войти в автоколебания:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Но при увеличении пульсаций (электролиты замёрзли например), неустойчивость опять проявляет себя:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Избавиться от этой напасти поможет только хорошее ослабление в разомкнутой системе на частоте переключения.
При этом фазовый сдвиг на половинной частоте переключения конечно может достигать величины более 180 градусов, но суммарное ослабление контура на этой частоте уже давно значительно меньше 1, поэтому неустойчивости не возникает.
В различных источниках есть рекомендации держать это ослабление в районе -20dB и больше.

Я бы добавил – тщательнЕе рассчитывайте корректирующие цепочки, чтобы не колбасило замкнутую систему, как это хорошо просматривается на рисунках.
И ещё маленькая реплика: в фразе «При этом частотный сдвиг на половинной частоте» слово частотный может быть заменим на фазовый?
Нет, мне понятно, что это очепятка или замотанная «копировщица» не то подсуетила, но «мужики то не знают».

Спасибо Andron, конечно же сдвиг фазовый ))
Корректор надо считать, только кто сейчас этим заморачивается, делают всё методом проб и ошибок.

PS/ Хороший корректор
))

В названии веточки, помнится, фигурирует Кзап>0.5.
Да и кривульки без схемы их реализующей, ".. это всё равно, что брачная ночь без невесты"(С)

Каюсь, использовал чужую ветку, но раз уж мы начали здесь говорить про подмес пилы, не создавать же новую?
С Кзап больше 0.5 в виде двухтактников я уже наигрался, и особых преимуществ там не увидел. Только лишнюю головную боль.
А схема что, она стандартная, различие лишь в номиналах, которыми я пока что оперирую в плане больше/меньше. Если кому-то нужна схема, я выложу.

Не понял о каких "особых преимуществах" и о какой "головной боли" речь?


Не подумайте, что я придираюсь, но кривульки-то вы выложили без вопроса о нужности и невольно возник вопрос:- а в чём причина такой дискриминации схемы, порождающей картинки?

О каких "особых" преимуществах"? Да в том то и дело, что ни о каких. Двухтактник только на первый взгляд выглядит привлекательно. Симметрично, как всё в природе, с максимальным коэффициентом использования трансформатора.
На деле лучший по сравнению с однотактником коэффициент использования трансформатора "съедается" бОльшими токами через вторичную обмотку, бОльшими потерями за счёт скин эффекта, и головной болью по поводу несимметричности намагничивания сердечника в то время, пока источник не войдёт в режим стабилизации. Да плюс ещё неустойчивость токовой ОС чего стОит. Это тоже проблема при массовом производстве.
Бросьте, никакой дескриминации )) Схему однотактника думаю все себе представляют, а вот какие там происходят процессы, обсудить весьма интересно.
Вот вы знаете, как в однотактнике с токовым управлением входное напряжение влияет на выходное ? Это практически геометрическая задача Тут тоже есть о чём поговорить.

скин-эффект - это зависимость сопротивления провода от частоты, а не от топологии.
может, вы имели в виду эффект близости, когда сопротивление обмотки зависит от числа слоев? но и тут нет прямой связи с топологией.
назовите однотакт, у которого ток через вторичную обмотку меньше, чем у двухтакта. желательно с обоснованием, почему и как...
а вы знаете, что ток через вторичку в двухтакте зависит от схемы выпрямления?
при одном и том же выходном токе ток через вторичку получается разный для разных топологий.

Совершенно верно!
А теперь посмотрите (посчитайте) доли переменной и постоянной составляющих для косого и полного моста, двухтактного полумоста. Надеюсь, выводы вас насторожат.



Очень просто, - возьмите и измерьте самостоятельно токи во вторичке и в нагрузке, сравнив их в косом и полном мосте, полумосте при адекватных условиях.
Тут пояснять даже нечего.

SergCh, извините за то, что влез в Ваш ответ.

Давайте просто сравним однотакт и двухтакт с одним и тем-же трансом при одинаковом выходе и посмотрим, а поскольку разговор о преимуществах однотакта начали вы, то за вами и первый ход-однотакт
с картинками тока вторички, динамическими потерями в ключах и временем выхода на режим.
А я обязуюсь проделать то-же самое с двухтактом.

Давайте не будем... .Ибо я в своё время начал проект с двухтактником именно после сравнения картинок в симуляторе, уж учень всё радужно начиналось Да и тема достаточно избита и не из этого топика, можно кстати открыть новую тему ))
Здесь обсуждается подмес пилы к токовому сигналу. Вот и давайте пообсуждаем что да как.
Например вопрос "Как зависит выходное напряжение однотактного прямоходового источника с токовым управлением
от входного напряжения" (с учётом переходных процессов) был проигнорирован и все сразу перешли к различиям одно-двухтактников. А вопрос касается именно подмеса пилы.

Andron55, это ваши слова меня настораживают...
то вы соглашаетесь со мной, что скин зависит только от частоты, а от топологии не зависит, то, тут же, утверждаете, что будет зависимость от топологии.
мне измерять ничего не надо. у меня есть программы для разных топологий, которые мне рассчитывают действующий ток в обмотках.
я не зря упомянул

Andron55, извините, что влез в ваш ответ
Скин зависит от переменной составляющей в сигнале, а она в свою очередь зависит от топологии.
Программы это хорошо, я кстати ознакомился с ними, спасибо. Но что-то не увидел в них расчёта потерь в меди с учётом скин эффекта. Жаль, было бы удобно прикинуть потери при изменении какого-либо параметра. Плохо смотрел?
Вы упомянули про разные схемы выпрямления не зря, конечно есть схема выпрямления с "токовым удвоителем", где ток не течёт через вторичную обмотку в периоды паузы. Но это уже не один, а два дросселя! и опять каждый со своими потерями.
Тут прибыло, там убыло...
И опять же в ваших программах такой схемы выпрямления нет.
Я упустил мостовую схему выпрямления, да, там тоже ток в период паузы не течёт через вторичную обмотку.

я имел в виду однополярный выпрямитель со средней точкой в обмотке и мостовой выпрямитель. ток через обмотку будет разный.
учет скин эффекта у меня в программах есть. и даже для справки выводится скин-диаметр провода. это такой диаметр, который равен двум толщинам скин-слоя. при больших диаметрах площадь сечения у меня вычисляется по толщине скин-слоя.
так и быть, повторю еще раз, но последний. глубина проникновения тока в проводнике зависит только от частоты сигнала.
и еще повторю вопрос, оставшийся без ответа. может, вы имели в виду эффект близости, когда сопротивление переменному току зависит от числа слоев?
вот чего нет в моих программах - это вычисление сопротивления обмотки с учетом эффекта близости. поэтому нет и расчета потерь в обмотках.

Поскольку это напрямую вытекает из определения скин-слоя, то глупо оспаривать. Однако давайте уточним, большинство преобразователей используют ШИМ-регулирование, а при изменении ширины импульса изменяется спектральный состав, т.е. понимать под частотой сигнала частоту ШИМ, в общем случае для расчета скин-слоя с ШИМ будет неверно. Тут видимо. нужно исходить из худшего варанта, который возникает при минимальной ширине импульса на номинальной вых мощности источника.