©2004 Валентин Володин
Сайт Валентина Володина
Главная Статьи Книги и журналы Справочник Программы Ссылки
О себе RytmArc Схемы и описания Резервный форум Разное valvolodin.narod.ru
Гостевая книга Файловый архив Архив форума Форум ГОСТы Измерительные приборы
turbobit mega.co.nz depositfiles files.dp.ua ... imageup ... ... ... ...

Power Electronics

Посвящается различным источникам электропитания
Текущее время: 12-08, 22:03

Часовой пояс: UTC + 4 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 182 ]  На страницу Пред.  1 ... 9, 10, 11, 12, 13  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 13-06, 20:40 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
hablof писал(а):
Источник же самовозбуждается на частоте резонанса LC, то есть сдвиг фазы он там точно наберёт

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

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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 13-06, 21:00 
Не в сети
Новичок

Зарегистрирован: 01-05, 22:47
Сообщения: 7
valvol писал(а):
Фаза не усиление. Для неё важны критичные значения кратные +-(n * 180гр).

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).


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 13-06, 21:44 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 13-06, 23:01 
Не в сети
Новичок

Зарегистрирован: 01-05, 22:47
Сообщения: 7
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 13-06, 23:15 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
hablof писал(а):
А почему при построении вашей ЛАЧХ вы не использовали усреднённые модели, а пошли более реалистичным путём?

valvol писал(а):
...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.

hablof писал(а):
...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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 15-06, 12:37 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
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.
Изображение
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 16-06, 01:02 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
hablof писал(а):
Выходные конденсаторы 10SVP560 (560икФ и ESR 13мОм), керамика 10 мкФ имеет ESR около 0,1 Ом на частоте 10кГц, судя по simsurfing murata.
...
Однако в реальной жизни наблюдается самовозбуждение на частоте около резонансной частоты LC-фильра.

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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 17-06, 22:57 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
Вот готовое решение
Изображение
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 21-06, 16:15 
Не в сети
Активный участник

Зарегистрирован: 23-11, 13:17
Сообщения: 228
valvol писал(а):
DC-DC преобразователь (ШИМ контроллер, вместе с трансформатором и выпрямителем) можно заменить эквивалентным усилительный узлом (на базе ИНУН, например) имеющим коэффициент передачи:
Ks = Kpwm * Ktr * Krd = 6.667 * 2.727 * 0.1079 = 1.9617
Где:
Kpwm - коэффициент передачи ШИМ контроллера UC3825 при напряжении питания 12 В;

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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 21-06, 19:18 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
В общем LLC невозможно имитировать при помощи ИНУН или ИТУН, подобно ШИМ преобразователю. По поводу малосигнального моделирования LLC преобразователей в сети достаточно много информации.
student_2 писал(а):
Например на FAN7688

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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 22-06, 20:46 
Не в сети
Активный участник

Зарегистрирован: 23-11, 13:17
Сообщения: 228
valvol писал(а):
В общем LLC невозможно имитировать при помощи ИНУН или ИТУН, подобно ШИМ преобразователю. По поводу малосигнального моделирования LLC преобразователей в сети достаточно много информации.

спасибо, буду пробовать...


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 14-07, 15:49 
Не в сети
Новичок

Зарегистрирован: 06-02, 16:07
Сообщения: 19
Откуда: Poltava, Ukraine
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 14-07, 20:23 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
Driba писал(а):
В чем моя ошибка?

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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 14-07, 22:38 
Не в сети
Магистр
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 06-09, 12:59
Сообщения: 9123
Откуда: Одесса
Характеристики взял в одном месте, схему в другом, трансформатор не перемотал ...
Не серьезный подход!
Driba писал(а):
На нагрузке пульсации напряжения 900mV; 100Hz

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.
Driba писал(а):
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.

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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Устойчивость ИБП
СообщениеДобавлено: 16-07, 16:10 
Не в сети
Новичок

Зарегистрирован: 06-02, 16:07
Сообщения: 19
Откуда: Poltava, Ukraine
Доброго времени суток уважаемые форумчане!
Доброго времени суток уважаемый valvol!!!
valvol писал(а):
Характеристики взял в одном месте, схему в другом, трансформатор не перемотал ...
Не серьезный подход!

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.
Изображение
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.
valvol писал(а):
Нужно посмотреть осциллограммы напряжения на 3-й и 5-й ногах TL494.

Возможно, Вы хотели сказать на 3-й и 4-й ногах TL494?
valvol писал(а):
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.

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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 182 ]  На страницу Пред.  1 ... 9, 10, 11, 12, 13  След.

Часовой пояс: UTC + 4 часа


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения

Перейти:  

| |

Powered by Forumenko © 2006–2014
Русская поддержка phpBB
turbobit mega.co.nz depositfiles files.dp.ua ... imageup ... ... ... ...
Рейтинг@Mail.ru