Power Electronics http://valvol.ru/ |
|
Устойчивость ИБП http://valvol.ru/topic64.html |
Страница 6 из 17 |
Автор: | valvol [ 27-01, 16:09 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
ufolog писал(а): Не могу разобраться, как построить график АФЧХ источника (20 Вт мощность, питание 10-14 вольт, выход 24 вольта). модель по ссылке: https://transfiles.ru/lh3d6 Вообще существует несколько способов получения желаемого. Однако, в любом случае желательно иметь четкое предстваление о том, что делаешь. 1. Можно создать модель источника в предположении о его непрерывности (считаем, что источник не импульсный, а непрерывный). В принципе любой импульсный источник можно считать таковым при определенных условиях. Например, если частота ШИМ на порядок выше наибольшей частоты исследуемого частотного диапазона. В этом случае DC-DC преобразователь (ШИМ контроллер, вместе с трансформатором и выпрямителем) заменяется неким передаточным звеном, имеющим эквивалентный коэффициент передачи. Все остальные частотно зависимые компоненты остаются, что и позволяет снять частотную характеристику источника, используя штатный AC-анализ симулятора. 2. Можно создать в симуляторе работающую модель источника питания. Затем в разрыв обратной связи вставить генератор зондирующего синусоидального сигнала и затем снять частотную характеристику модели. 3. Можно использовать коммерческий симулятор PSIM, который позволяет снимать АФЧХ модели источника питания, замкнутого отрицательной обратной связью. Однако перед этим надо позаботится о том, чтобы модель источника питания максимально соответствовала оригиналу в плане частотной характеристики. Т.е. все реактивные компоненты, влияющие на АФЧХ, должны иметь реалистичные данные (должны содержать паразитные элементы, свойственные реальным компонентам). В противном случае подобное моделирование не имеет ни какого смысла. |
Автор: | SashaN123 [ 27-01, 19:23 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
Может проще анализировать по переходной характеристике , реакцию на ступеньку тока потребления, например? |
Автор: | valvol [ 27-01, 19:43 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
SashaN123 писал(а): Может проще анализировать по переходной характеристике Способов много. В принципе можно составить представление о динамике системы, исследую её реакцию на какое-то возмущение. Зачастую так поступают при исследовании реальных объектов регулирования. В данном случае мы имеем модель, которую можно крутить как хочешь. Поэтому врядли имеет смысл использовать какие-то косвенные методы испытания. Проще искать сразу то что требуется -> АФЧХ. SashaN123 писал(а): ...реакцию на ступеньку тока потребления, например? Это как? Ток потребления сам является реакцией на некое возмущение. Предлагаете исследовать реакцию на реакцию? |
Автор: | student_2 [ 28-01, 09:18 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): 2. Можно создать в симуляторе работающую модель источника питания. Затем в разрыв обратной связи вставить генератор зондирующего синусоидального сигнала и затем снять частотную характеристику модели. 3. Можно использовать коммерческий симулятор PSIM, который позволяет снимать АФЧХ модели источника питания, замкнутого отрицательной обратной связью. Однако перед этим надо позаботится о том, чтобы модель источника питания максимально соответствовала оригиналу в плане частотной характеристики. Т.е. все реактивные компоненты, влияющие на АФЧХ, должны иметь реалистичные данные (должны содержать паразитные элементы, свойственные реальным компонентам). В противном случае подобное моделирование не имеет ни какого смысла. существует ли такой генератор в LTSpice? а если нет то где его взять? |
Автор: | valvol [ 28-01, 10:29 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
В качестве такого генератора можно использовать обычный источник переменного напряжения. |
Автор: | valvol [ 28-01, 15:59 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): ufolog писал(а): Не могу разобраться, как построить график АФЧХ источника (20 Вт мощность, питание 10-14 вольт, выход 24 вольта). модель по ссылке: https://transfiles.ru/lh3d6 Вообще существует несколько способов получения желаемого. Однако, в любом случае желательно иметь четкое предстваление о том, что делаешь. 1. Можно создать модель источника в предположении о его непрерывности (считаем, что источник не импульсный, а непрерывный). В принципе любой импульсный источник можно считать таковым при определенных условиях. Например, если частота ШИМ на порядок выше наибольшей частоты исследуемого частотного диапазона. В этом случае DC-DC преобразователь (ШИМ контроллер, вместе с трансформатором и выпрямителем) заменяется неким передаточным звеном, имеющим эквивалентный коэффициент передачи. Все остальные частотно зависимые компоненты остаются, что и позволяет снять частотную характеристику источника, используя штатный AC-анализ симулятора... Я не зря расписал очень подробно первый способ. Этот способ обеспечивает более точный и быстрый результат. 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; Ktr - коэффициент передачи трансформатора; Krd - коэффициент передачи резистивного делителя. Однако, если резистивный делитель входит в схему компенсатора (так обычно и есть), то Krd лучше исключить из формулы Ks, и учитывать делитель уже на стадии проектирования компенсатора. Тогда: Ks = Kpwm * Ktr = 6.667 * 2.727 = 18.18 Теперь, согласно рекомендациям, делаем модель (скачать) И запускаем моделирование для определения АФЧХ. Из графика видно, что частотная характеристика имеет пик на частоте 13.4 кГц. Этот пик определяется частотой резонанса последовательного колебательного контура L1C1. Так как сейчас в модели используются идеальные компоненты, то и величина пика неопределенная. Чтобы увидеть реальную картину, необходимо указать паразитные параметры L1C1 (по крайней мере указать последовательные сопротивления Series Resistance для L1 и Equiv. Series Resistance для C1). |
Автор: | SashaN123 [ 28-01, 17:20 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): Это как? Ток потребления сам является реакцией на некое возмущение. Предлагаете исследовать реакцию на реакцию? На выходе создать скачек тока с помощью источника тока в симуляторе. И посмотреть как реагирует напряжение на "нагрузке". Если источник питания имеет годограф, близко подходящий к критической точке (-1,0), то реакция будет близка к затухающему синусу. Иначе - монотонная. Также посмотреть время реакции. Уровень перерегулирования. Выходное сопротивление. |
Автор: | student_2 [ 29-01, 09:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): Я не зря расписал очень подробно первый способ. Этот способ обеспечивает более точный и быстрый результат. 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; Ktr - коэффициент передачи трансформатора; Krd - коэффициент передачи резистивного делителя. Однако, если резистивный делитель входит в схему компенсатора (так обычно и есть), то Krd лучше исключить из формулы Ks, и учитывать делитель уже на стадии проектирования компенсатора. Тогда: Ks = Kpwm * Ktr = 6.667 * 2.727 = 18.18 valvol, извините не соображу, откуда берем эти коэффициенты передачи? |
Автор: | valvol [ 29-01, 10:57 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
student_2 писал(а): valvol, извините не соображу, откуда берем эти коэффициенты передачи? В данном случае Kpwm = Vc / Vramp = 12 / 1.8 = 6.667 Где: Vc - напряжение питания преобразователя и ШИМ-контроллера; Vramp - размах пилы на ножке Ramp ШИМ-контроллера. Коэффициент передачи трансформатора Ktr = N2/N1 = sqrt(L2/L1) = sqrt(23.8m / 3.2m) = 2.727 По сути, это обратная величина от коэффициента трансформации. |
Автор: | student_2 [ 29-01, 15:06 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): student_2 писал(а): valvol, извините не соображу, откуда берем эти коэффициенты передачи? В данном случае Kpwm = Vc / Vramp = 12 / 1.8 = 6.667 Где: Vc - напряжение питания преобразователя и ШИМ-контроллера; Vramp - размах пилы на ножке Ramp ШИМ-контроллера. Коэффициент передачи трансформатора Ktr = N2/N1 = sqrt(L2/L1) = sqrt(23.8m / 3.2m) = 2.727 По сути, это обратная величина от коэффициента трансформации. valvol, спасибо! |
Автор: | ufolog [ 29-01, 23:44 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): Из графика видно, что частотная характеристика имеет пик на частоте 13.4 кГц подскажите пожалуйста, как эту информацию правильно использовать для выбора корректирующей цепочки в обратной связи ШИМ-контроллера? понятно, что придется подбирать номиналы при отладке реального макета, но хотя бы определиться с первоначальными номиналами. и еще подскажите, какие моменты нужно отследить при моделировании источника, чтобы можно было говорить о том, что реальное устройство получится жизнеспособным? |
Автор: | valvol [ 30-01, 11:06 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
ufolog писал(а): valvol писал(а): Из графика видно, что частотная характеристика имеет пик на частоте 13.4 кГц подскажите пожалуйста, как эту информацию правильно использовать для выбора корректирующей цепочки в обратной связи ШИМ-контроллера? При определенных условиях (на холостом ходу, например), наличие этого пика может приводить к автоколебаниям источника на этой частоте. Для чего предназначен данный источник? Почему выбраны именно такие параметры LC фильтра? ufolog писал(а): ...понятно, что придется подбирать номиналы при отладке реального макета, но хотя бы определиться с первоначальными номиналами. Обычно, при использовании корректной модели, каких-то доводок на реальном устройстве не требуется. ufolog писал(а): и еще подскажите, какие моменты нужно отследить при моделировании источника, чтобы можно было говорить о том, что реальное устройство получится жизнеспособным? Уже говорил выше. Необходимо ввести в модель паразитные (не основные) элементы, присущие реальным компонентам. В данном случае, по крайней мере, необходимо указать последовательные сопротивления для элементов LC фильтра. Эти сопротивления обычно указываются в справочных данных или просто измеряются прибором. |
Автор: | SashaN123 [ 31-01, 19:04 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
valvol писал(а): Уже говорил выше. Необходимо ввести в модель паразитные (не основные) элементы, присущие реальным компонентам. ... Линейная модель шим преобразователя с силовым ключём и трансформатором тоже много чего не учитывает, полагаю. |
Автор: | valvol [ 31-01, 19:55 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
SashaN123 писал(а): Линейная модель шим преобразователя с силовым ключём и трансформатором тоже много чего не учитывает, полагаю. Выходной НЧ фильтр усредняет ШИМ, превращая его в практически линейный регулятор. Заметное отклонение от линейности, а также искажения фазочастотной характеристики будут наблюдаться на частотах соизмеримых с частотой ШИМ. Но на этих частотах завал уже на столько велик, что подобные артефакты можно просто не принимать во внимание. |
Автор: | ufolog [ 31-01, 23:15 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Устойчивость ИБП |
касаемо выбора параметров корректирующей цепочки в ОС шим-контроллера не прояснилось ровным счетом ничего |
Страница 6 из 17 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |