Power Electronics

Фаза не усиление. Для неё важны критичные значения кратные +-(n * 180гр).

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Согласен! Поэтому я и говорю, что на частоте около резонансной LC-фильтра, который сам по себе даёт сдвиг фазы 180гр, ФЧХ точно пересечёт отметку 180гр, так как никаких дифференциальных (форсирующих) звеньев не имеется.
Источник ведь в действительности самовозбуждается, значит в реальности у меня там ФЧХ пересекает 180*n И(!), что самое важное, петлевое усиление поднимается к 0 дБ или даже выше. Введение дополнительных полюсов первого порядка в модель способно лишь снизить усиление (то есть увеличить расхождение модели с экспериментом).

Пока только на моей ЛАЧХ есть пик и фазовый сдвиг на частоте резонанса LC-фильтра. На "теоретической" ЛАЧХ такого не наблюдается.
Я выше задал вопрос, по поводу источников используемой теории, но ответа не получил.
А если теория не совпадает с практикой, то надо либо искать другую теорию, либо использовать экспериментальные измерения. В последнем случае не обязательно "мучит" реальное железо. В качестве подопытного можно использовать корректную модель в симуляторе. Я показал как это можно сделать.
И процедура проверки важна в любом случае. В случае поиска корректной теории необходимо теорию проверять. В случае отсутствия теории можно получить реальную ЛАЧХ, по которой также можно построить нормально функционирующую систему управления.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Конкретной "методички" на которую я бы опирался при построении модели у меня не было. Я просто строил её исходя из собственных представлений о малосигнальных усреднённых моделях импульсных источников. Если угодно, давайте называть эту ЛАФЧХ не "теоретической" а "моей неправильной".

Действительно на моей неправильной АЧХ нет пика LC, что довольно странно, не понимаю почему.

А почему при построении вашей ЛАЧХ вы не использовали усреднённые модели, а пошли более реалистичным путём? Собака зарыта где-то здесь?))

Если вас не затруднит, прошу поделиться ссылкой на теорию, по которой можно построить правильную усреднённую модель.

В разделе Книги и журналы сайта есть книжка Р.Севернс, Г. Блум. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Пограничный ток нагрузки Ib, лежащий на границах CCM и DCM, можно найти по формуле:
Ib = V0 * (1 - D)^2 / (2 * L2 * Fs)
Где:
V0 - выходное напряжение преобразователя;
D - заполнение импульса;
L2 - индуктивность вторичной обмотки;
Fs - частота преобразования.

Заполнение (1 - D) можно найти по формуле:
(1 - D) = V1 / (V1 + V0 * N)
Где:
V1 - входное напряжение преобразователя;
N - коэффициент трансформации.

На графике ниже изображена зависимость граничного тока (по вертикали) от входного напряжения V1 (по горизонтали), в случае если выходное напряжение 5 вольт, а входное напряжение меняется в диапазоне от 30 до 160 вольт.

Как видно из графика, практически в 60% случаев обратноходовой преобразователь будет работать в режиме DCM.
И если действительно мощность на выходе преобразователя может изменяться в диапазоне 0-100%, необходимо создать малосигнальные модели преобразователя как для CCM, так и для DCM.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Желательно давать интернет ссылки на упоминаемые документы.
Для керамики зачастую указывается полное (комплексное сопротивление). Активная составляющая там незначительная и её можно увидеть на частоте резонанса.

И так, что можно сделать?
1. Можно демпфировать LC контур, используя менее добротные конденсаторы. Например, вместо горстки керамики, использовать электролитический конденсатор 100 мкФ с ESR = 0.1 ... 0.12 Ом (активная составляющая).
2. Если питание оптрона осуществлять не после индуктора, а до него, то это также улучшит ЛАЧХ контура регулирования.
Эти мероприятия позволят смело поднять частоту единичного усиления до 10 кГц и, соответственно, улучшить динамику системы управления.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Вот готовое решение

Система управления нормально работает во всем диапазоне питающих напряжений и нагрузок (в режимах CCM и DCM).
Питание оптрона взято до LC-фильтра и на выходе стоит электролитический конденсатор 100 мкФ ESR = 0.12 Ом. Пульсация выходного напряжения менее 15 мВ p-p.
Архив с моделью можно взять здесь.
Позже опишу в статье свою модель малого сигнала для режима CCM.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Всем добрый день!
Предположу что преобразователи работающие по ЧИМ также можно заменить эквивалентным узлом на базе ИНУН. Например на FAN7688,
Только не ясно какой у него будет коэф передачи.
Подскажите пож Валентин Яковлевич.

В общем LLC невозможно имитировать при помощи ИНУН или ИТУН, подобно ШИМ преобразователю. По поводу малосигнального моделирования LLC преобразователей в сети достаточно много информации.

Однако, для FAN7688 всё должно быть проще. Эта микросхема работает в режиме управления током заряда и, в принципе, может моделироваться управляемым источником тока (ИТУН). Некоторые сложности могут возникнуть из-за того, что генерируемый ток ИТУН должен иметь частотную зависимость. Кроме этого FAN7688 может работать в трех режимах, которые различаются динамикой: ШИМ, ЧИМ и режим пропусков. Но так как основным режимом является ЧИМ, то можно остальные игнорировать на этапе дизайна компенсации. А в итоговой модели убедиться, что в остальных режимах нет каких-то серьезных проблем.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

спасибо, буду пробовать...

Доброго времени суток уважаемые форумчане!
Моделировал цепи ОС
по напряжению:
https://drive.google.com/file/d/1nYHWbQFxg8giwqQHswQAJGV12OzwEtpD/view?usp=sharing
по току получается меньше полоса пропускания 4,1 кГц:
https://drive.google.com/file/d/10ZYgbVAinbfzNzRGxegvp8O_xe2LCR-A/view?usp=sharing
Получается что все должно работать.
Собрал источник питания по схеме:
файл sPlan7.0
https://drive.google.com/file/d/1R-mhiDkILNVYMPC-0ohpNy78dT1m86yu/view?usp=sharing
файл GIF
https://drive.google.com/file/d/1vlIO7F3ucHDmbRrGIjc2GEluklhDiAJl/view?usp=sharing

При работе на нагрузку 5 Ом,напряжение и ток регулируются.
Но, при работе ОС по току (ограничение тока), на нагрузке возникают пульсации напряжения пилообразной формы с частотой 100 Гц вот такого вида:
файл .bmp
https://drive.google.com/file/d/1iDEH9Qx_NEfjbtHbqH4bRGrXfdRrM5Wc/view?usp=sharing
Амплитуда пульсаций увеличивается с увеличением тока нагрузки. Например при ограничении по току: Iout=4A; Uout=21,1A;
На нагрузке пульсации напряжения 900mV; 100Hz, что составляет 4% от Uout=21,1A.
При ограничении по напряжению: Iout=4A; Uout=21,1A; пульсации 50mV; 100Hz.

Попробовал увеличить сопротивление шунта до 0,02 Ом. Естественно увеличилась полоса пропускания до 7,35 кГц, амплитуда пульсаций уменьшилась.
Но, уменьшились максимальное выходное напряжение до 15,8В и максимальный ток до 3,43А источника.

По идее ОС должна отрабатывать пульсации с такой частотой.
Подскажите, пожалуйста, как бороться с этими пульсациями? В чем моя ошибка?

С уважением Driba.

Пока особо не разбирался. Но первая ошибка в том, что исключен усилитель сигнала шунта. В этом случае усилителю ошибки TL494 не хватает усиления в высокочастотной области, что приводит к дополнительному фазовому сдвигу и, соответственно, к уменьшению устойчивости.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Характеристики взял в одном месте, схему в другом, трансформатор не перемотал ...
Не серьезный подход!

Возможно лезет пульсация выпрямленного сетевого напряжения, что говорит о низкой эффективности схемы компенсации. В принципе, это может происходить из-за недостаточного коэффициента передачи усилителя ошибки (сказывается отсутствие усилителя сигнала шунта), а также низкого Ктр силового трансформатора.

При увеличении сопротивления шунта в два раза, выходной ток должен уменьшится в два раза. Т.е. вместо 4А получится 2А. То, что этого не происходит, также говорит о низкой эффективности схемы компенсации.

Нужно посмотреть осциллограммы напряжения на 3-й и 5-й ногах TL494. Это позволит определить наличие или отсутствие ограничения сигнала в усилителе ошибки. Посмотреть пульсацию входного напряжения. Может быть там какая-то аномалия (проблема с конденсаторами фильтра).
Также не плохо было бы снять передаточную характеристику источника питания хотя-бы для одной частоты. Это позволит подтвердить (или не подтвердить) отсутствие ошибок в исходных данных.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Доброго времени суток уважаемые форумчане!
Доброго времени суток уважаемый valvol!!!

Ну почему же сразу не серьезный подход? Просто я пытаюсь проанализировать различные варианты построения ОС по току.
Посмотрите, пожалуйста, выложенный мной файл модели ОС по току.

По результатам моделирования:
частота единичного усиления 4,102кГц, фаза -109,5градусов, запас по фазе 70,5градусов,
наклон ЛАЧХ в точке единичного усиления -20dB/декаду, ЛАЧХ во всей полосе пропускания равномерна и имеет наклон -20dB/декаду.
Ток регулируется.
В чем недостатки такого варианта?

Я пока не нагружал источник током более 4А, так как присутствует нагрев радиатора транзисторов полумоста,
а плата лежит на столе пока без активного охлаждения.

Относительно перемотки трансформатора.
Просто я пока не хотел бы разбирать работающий трансформатор. Да и при разборке трансформатора есть риск повредить феррит.
Я хочу намотать другой трансформатор. Некоторые запасы ферритов имеются.

Относительно пульсаций.
Я согласен с Вами в том что это таки лезет пульсация выпрямленного сетевого напряжения, о чем говорит частота 100Гц.
Но почему ОС не компенсирует эти пульсации - мне не понятно.
При увеличении сопротивления шунта до 0,02 Ом источник не хочет выдавать выходное напряжение более 15,8В и
максимальный ток более 3,43А на нагрузку 5 Ом, хотя запаса регулировки потенциометров более чем достаточно (примерно 50%).
Не пойму что может ограничивать выходное напряжение.

Возможно, Вы хотели сказать на 3-й и 4-й ногах TL494?

Это нужно будет сделать обязательно. Я читал методики снятия передаточных характеристик.
Вопрос в том, какой трансформатор нужно использовать для подачи возмущающего сигнала?

С уважением Driba.