Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
Устойчивость ИБП http://valvol.ru/topic64.html |
Страница 12 из 17 |
Автор: | valvol [ 13-06, 20:40 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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). |
Автор: | hablof [ 13-06, 21:00 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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). |
Автор: | valvol [ 13-06, 21:44 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | hablof [ 13-06, 23:01 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | valvol [ 13-06, 23:15 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | valvol [ 16-06, 01:02 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | valvol [ 17-06, 22:57 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | student_2 [ 21-06, 16:15 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | valvol [ 21-06, 19:18 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | student_2 [ 22-06, 20:46 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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... |
Автор: | Driba [ 14-07, 15:49 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | valvol [ 14-07, 20:23 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | valvol [ 14-07, 22:38 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. |
Автор: | Driba [ 16-07, 16:10 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
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. 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. |
Страница 12 из 17 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |