Przetwornica - sprzężenie zwrotne

[...]

Nie da się ustabilizować całkowicie przetwornicy bez pogorszenia parametrów dynamicznych. Zastosu wstępne obciążenie rezystorem, żeby ograniczyć zakres zmian prądu obciązenia.

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f6bcv5$rqu$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

dokładnie tak

Zasadniczo pracuje się na niewielkiej składowej AC, więc CTR bierze się dla DC. Oczywiście to DC należy własnoręcznie zapewnić.

Trochę sam sobie podpowiedziałeś - transoptor dodaje Ci biegun, który zwykle jest dość nisko (pojedyncze kHz) - może być, że taka samoróbka ma nawet niżej. Biegun ten przesuwa się z punktem pracy - im mniejszy prąd tym gorzej. Przy małych obciążeniach w trybie prądowym wchodzą też problemy zakłóceniowe - wcale nie jest powiedziane, że borykasz się z klasyczną niestabilnością pętli. Niestety przy wielobiegunowym układzie "zdalnie" wiele więcej się nie da pomóc - pewną weryfikacją źródła problemów może być ustawienie jednego bieguna dominującego, bardzo nisko (co najmniej dekadę niżej od innych spodziewanych - pod warunkiem, że nie są one zgrupowane). W niektórych przypadkach, przy pewnej dozie szczęścia można też trafić "w ciemno" zerem w przeszkadzający biegun :)

entrop3r

Witam,

Dnia 2.07.07 (poniedziałek), 'RoMan Mandziejewicz' napisał(a):

A niech i odpowiedź impulsowa będzie trwała 10 sekund... :) Chciałbym choć raz zobaczyć ten układ działający stabilnie w pełnym zakresie Uwe i Iwy. :) Przynajmniej bym wiedział, że się da i wyciągnął jakieś wnioski...

Przetwornica ma dawać max. 200mA, ale dopiero przy ~50mA jest stablina! Obecnie mam wstępne obciążenie tylko 5mA (czyli razem 55mA). Im większe napięcie wejściowe tym gorzej...

Domyślam się, że to wina tego transoptora - samoróbki, bo na fabrycznym było o niebo lepiej... :)

Witam,

Dnia 2.07.07 (poniedziałek), 'entroper' napisał(a):

Niestety, w tym przypadku to raczej klasyczna niestabilność - na wyjściu mam sporą składową AC kilka kHz, jak dołożę w sprzężeniu kondensatory rzędu

10uF to częstotliwość spada do kilkudziesięciu Hz (oczywiste)...

Czuję, że u mnie problem jest właśnie w obliczeniach. Coś liczę, analizuję, dostaję ładne marginesy amplitudy i fazy, a układ i tak się wzbudza. Najlepiej by było podłączyć jakiś analizator sieci do tego. :)

A czy gdybym Cię poprosił, dałbyś radę policzyć wzmocnienie dla DC control-to-output przetwornicy forward? Nie chodzi mi o wzory, bo to może być jakaś tam tajemnica, mogę podać wszelakie potrzebne dane. Tylko jeden konkretny przykład. Z analiz w Internecie mam nieco różniące się wyniki, choć wiem, że to i tak wielkiego wpływu mieć nie będzie, bo to wzmocnienie jest małe i większe będzie w pętli sprzężenia zwrotnego. Ale tak dla pewności. W każdym razie zapytać nie zaszkodzi. :)

Po dwóch dniach spędzonych nad tym układem, na to szczęście przestałem już liczyć... ;)

Pytanie dodatkowe: czy gdy forward przechodzi w DCM to wiele się zmienia w pętli (wzmocnienie dla DC, ewentualnie jakieś dodatkowe bieguny)? Bo analizy to najczęściej spotyka się dla CCM...

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f6d9cn$8ut$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

No to wszystko się zgadza - zmniejszanie obciążenia powoduje przesuwanie się bieguna obciążenia w stronę niższych f. Zwiększenie napięcia wejściowego powoduje wzrost wzmocnienia. Obydwie sytuacje mogą spowodować niestabilność, jeśli margines fazy przy działaniu stabilnym jest mały.

e.

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f6d9cs$8vb$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

jak to kondensatorY ? Ma być jeden dominujący biegun, inaczej nigdy tego nie wystabilizujesz :) Ewentualnie metoda bezkondenastorowa - ograniczaj wzmocnienie pętli. Wtedy MUSI się uspokoić (ale będzie tragicznie stabilizować). Jeśli to się nie uda, to albo masz problemy zakłóceniowe, albo nie masz możliwości ograniczyć wzmocnienia (wzmacniacz błędu najmniej ma 1 - teoria tego nie uwzględnia !!) - wtedy może pomóc (tymczasowo) tłumik rezystorowy gdzieś w pętli.

patrz wyżej.

Policzyć mogę, ale zasadniczo będzie ono niewielkie (kilka - kilkanaście) - tu nie kryje się nic nie do opanowania. Zobacz jeszcze mój post wyżej.

nie :)

entrop3r

Witam,

Dnia 3.07.07 (wtorek), 'entroper' napisał(a):

A, źle powiedziałem. Wtedy był faktycznie tylko jeden kondendator przy wzmacniaczu (integrator).

I tak też jest. Na samych rezystorach, przy najmniejszych obciążeniach (~5mA) i wzmocnieniu takim, że stablizacja jest na poziomie 3%, napięcie wyjściowe ma składową AC spowodowaną w zasadzie tylko doładowaniem kondensatorów na wyjściu - nie w każdym okresie jest przekazywana energia poprzez trafo (narastanie prądu). Jak sądzę, spowodowane jest to (bardzo dużymi) szpilkami w przebiegu prądu (które nawet ciężko odfiltrować). Czy jest to normalny objaw w trybie prądowym (wydaje mi się, że nie do końca)? Nieco pomaga "slope compensation"... Oto "screenshot":

Tylko co dalej? Coś z tym zrobić, czy tak zostawić? :) W zasadzie wszystko działa, czas odpowiedzi impulsowej jest dobry (<400us), troszkę duże przeregulowania (~200mV), ale to się da nadrobić kondensatorami. Porządnie to pewnie nie jest, a i nie wiem, czy z przypadku nie działa. :) No i stabilizacja troszkę cieńkawa - wymaga większego wzmocnienia... :/

Wykonany przeze mnie transoptor ma biegun przy ~2kHz i to pewnie on określa ch-ykę sprzężenia (pytanie na ile jest on powtarzalny...:). Warunki pomiaru były takie w jakich teraz pracuje, przy czym wcześniej mi wyszło, że dla AC ma wzmocnienie 350 [A/A] (pomiar opisywałem w pierwszym poście), a tu zakładam CTR=1...

Dla formalności:

jest tu właściwie tylko pętla. Nie wszystkie elementy muszą być użyte (obecnie tylko R4 i R9) i wartości też są przykładowe (ale na takich m.in. próbowałem).

Co w takim razie z obliczeniami? Dlaczego nie zawsze działają? :)

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f6gqr8$874$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Coś tu bardzo nie gra na tym oscylogramie. Jak rozumiem, występuje co 8-my impuls PWM (okres osylatora jest taki jak te małe odstępy) ? To oznacza bardzo ograniczone pasmo pętli przy małych obciążeniach lub jakieś problemy zakłóceniowe (w tym na pętli prądu) lub z nieliniowościami - w każdym razie uzyskałeś klasyczną pracę grupową. Czasem się to zdarza, chociaż raczej nie w takiej skali i nie jest to za dobre. Stąd też i te tętnienia na wyjściu (za rzadkie doładowanie) - aha, nie da się ich zmniejszyć większym kondensatorem. Uważam, że musisz zwalczyć najpierw to zjawisko - zwykle do końca się nie da, ale dobrą sytuacją będzie brak jednego impulsu prądu na kilka, impulsy o nierównej amplitudzie i dużo mniejsze (tzw. praca chaotyczna). Co do schematu - możesz zmniejszyć R10 (np. do 2k) - trochę polepszysz pasmo. Nie analizowałem nigdy dokładnie sterowania transoptora samą zenerką, ale wydaje mi się, że jest to układ również dość powolny (stosowany jest w TopSwitchach, które pracują właśnie grupowo, a poza nimi chyba sporadycznie), a na pewno ma malutkie wzmocnienie (wymuszasz wielkosygnałową pracę transoptora i pracę wzmacniacza błędu w kontrolerze z dużym wzmocnieniem).

pozdrawiam entrop3r

Witam,

Dnia 5.07.07 (czwartek), 'entroper' napisał(a):

Zgadza się. Wcześniej miałem np. 3 impulsy ładujące pod rząd, a później 6 "pustych"... Podejrzewałem, że przyczyną może być mała amplituda prądu (bardzo słabe obciążenie), ale teraz widzę, że da się tego uniknąć...

Wtedy w pętli był jedynie transoptor (ze swoim biegunem) oraz rezystory. Stąd przy bardzo małym obciążeniu zapewne to wąskie pasmo (obciążenie wnosiło biegun przy kilku Hz)...

Tak czy inaczej - poprawiłem konstrukcję (całość SMD, miniaturyzacja) i rzeczywiście zaczyna się to zachowywać bardziej przyzwoicie. Co prawda w pewnych warunkach nadal mam niestabilności, ale wreszcie mogę coś podziałać w pętli. Wielkie dzięki!

A mojej analizy wynika, że wynosi ono kilkanaście (CTR*R10/R2). Resztę trzeba nadrabiać wzmacniaczem.

Jeszcze mam dwa pytania:

Jakie są dobre/typowe czasy odpowiedzi impulsowej takich przetwornic (12V->5V, 1W)? Jak duże mogą być przeregulowania? Oglądałem parametry przetwornic fabrycznych, ale nie widziałem tego typu parametrów, nie mam też żadnej takiej przetwornicy pod ręką (a drogie to to). Pytam tylko dla własnej ciekawości, nie będę robił konkurencji np. Traco Power. ;)

Czy są jakieś dostępne kontrolery PWM pracujące od kilku V do forward/flyback/step-up (coś jak UC384x), które pozwalają na dokładną kontrolę prądu szczytowego? Rozwiązanie z dodatkowym rezystorem z Vref do CS przy UC384x nie działa najlepiej - tzn. ogranicza prawidłowo, ale przy okazji zmienia się napięcie wyjściowe i trzeba wiele rzeczy "poprawiać"... Szukałem, ale na nic takiego nie natrafiłem. :(

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f6t165$7va$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Górną praktyczną granicą pasma jest ok. 1/3 fs, ale w typowych przypadkach z transoptorami są to co najwyżej pojedyncze kHz (małosygnałowo). Teoretycznie da się więcej, ale kto zaryzykuje parowanie zer z biegunami, które się mogą przesuwać ? Jeśli pasmo jest niezbędne, stosuje się izolowany preregulator i nieizolowane step-downy. Wielkosygnałowo jest tylko gorzej, bo dochodzą limity stopnia mocy, jak np. dI/dt. A dlaczego producenci się nie chwalą - bo bardzo często nie ma czym :) Dotyczy to i Traco Power :)

Każdy kontroler prądowy bardzo precyzyjnie limituje prąd :). Problem w tym, że w typowych kontrolerach limitu tego nie da się ustawić z zewnątrz i zresztą nie miałoby to sensu, bo offset pomiędzy wyjściem wzm. błędu a komparatorem PWM ma duże rozrzuty. Przy pracy w pętli napięciowej to nie problem - pętla kompensuje (dla danego prądu szczytowego napięcie wyjściowe wzm. błędu może mieć rozrzuty nawet po 50%). Jeśli potrzebujesz limitować prąd tylko dla jakiegoś eksperymentu, możesz wymusić z zewnątrz napięcie na pinie COMP i doświadczalnie ustalić (oczywiście dla konkretnego egzemplarza kontrolera) jaki jest offset. Jeśli temperatura bardzo się nie zmieni, to ten offset będzie dość stabilny. Pytanie, po co Ci to - jeśli to ma być zabezpieczenie nadprądowe, to będzie ono niedokładne z samej natury - prąd szczytowy nie odwzorowuje dokładnie prądu wyjściowego. A jeśli potrzeba niedokładnie, to limit 1V ma odpowiednią precyzję. Większe możliwości ustawiania limitu prądu mają niektóre kontrolery napięciowe, albo mało popularne kontrolery specjalizowane do pracy w tandemach z kontrolerem wtórnym. No, ale nie są one prądowe :)

pozdrawiam entrop3r