Power Electronics
http://valvol.ru/

Устойчивость ИБП
http://valvol.ru/topic64.html		 Страница 7 из 17
Автор:  valvol [ 31-01, 23:24 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
ufolog писал(а):
касаемо выбора параметров корректирующей цепочки в ОС шим-контроллера не прояснилось ровным счетом ничего :nea:

И что, Четти не помог?

Пока нет повода расстраиваться. Частотная характеристика уже есть.
Надо только
valvol писал(а):
... 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:  ufolog [ 01-02, 21:10 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
Продолжаю оглашать окружающее пространство скрипом мозга.

valvol писал(а):
И что, Четти не помог?


где не прав, укажите :wacko:. Согласно учению Четти, в случае LC-фильтра на выходе нам требуется коррекция частоты доминирующего полюса. То бишь RC-цепочка в обратной связи операционного усилителя шим-контроллера. Частоту фильтра определили 13,4кГц.
RC я взял 3,3кОм и 0,01мкФ.
1/(2*3,14*3300*10^-8) имеем 4,82кГц, что значительно меньше частоты фильтра. То есть номиналы верные?
Автор:  valvol [ 01-02, 22:00 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
ufolog писал(а):
...где не прав, укажите :wacko:

Имею возможность сравнивать менталитет соотечественников и немцев. Не хочу ни кого критиковать, просто делюсь наблюдениями.
Наши (в большинстве случаев) все знают, во всем разбираются, о всем рассуждают. Т.е. во всю демонстрируют свою всяческую компетентность во всех возможных областях.
Немцы обычно честно признаются в своей некомпетентности в чём-то. Однако зачастую намного лучше разбираются в какой-то определенной области, где являются практическими специалистами.
ufolog писал(а):
Согласно учению Четти, в случае LC-фильтра на выходе нам требуется коррекция частоты доминирующего полюса.

Не стоит использовать терминологию, в которой Вы не до конца разбираетесь. Теория автоматического управления (ТАУ) является достаточно сложной областью современной математики. Поэтому успокойтесь, не ломайте мозги и делайте то, что Вам советуют.
valvol писал(а):
... 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.

Кроме этого, ответьте на вопрос
valvol писал(а):
Почему выбраны именно такие параметры LC фильтра?

К этому фильтру предъявлялись какие-то требования, согласно которых он проектировался? Либо все выбиралось "от фонаря"? В данном случае получилось не совсем удачное соотношение величин L и C фильтра, а также не совсем удачно расположена его резонансная частота.
Автор:  ufolog [ 02-02, 01:08 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
valvol писал(а):
успокойтесь, не ломайте мозги и делайте то, что Вам советуют.
valvol писал(а):
... 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.


и что должно произойти-то? номиналы корректирующей цепочки где-то проявятся не иначе...

объяснить доступно не может никто
Автор:  valvol [ 02-02, 12:13 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
ufolog писал(а):
и что должно произойти-то? номиналы корректирующей цепочки где-то проявятся не иначе...
объяснить доступно не может никто

Зачастую у нас формируются некие стереотипы касательно знакомых и незнакомых вещей. Зачастую эти стереотипы препятствуют восприятию нового (мне, например, подобные стереотипы частенько мешали).
Если Вы будете продолжать в том же духе, то Вам просто будет невозможно что-то объяснить.
Предоставьте требуемую информацию и процесс сдвинется дальше.
Автор:  ufolog [ 02-02, 17:52 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
Вечер добрый! Прошу прощения, если накануне позволил себе выразиться несколько резко. :blush:

valvol писал(а):
все выбиралось "от фонаря"?
:blush:

Доработал модель, прошу взглянуть. Дроссель предлагается взять готовый, Д13-14, 50 мкГн, насчет сопротивления обмотки не уверен((
Конденсатор К50-92 на 220мкФ и 2 керамики по выходу по 1 мкф.
В модели АФЧХ LC-контура пик теперь наблюдаю на частоте 1,4кГц.

valvol писал(а):
получилось не совсем удачное соотношение величин L и C фильтра, а также не совсем удачно расположена его резонансная частота.

я так понял, слишком высокая частота резонанса не есть хорошо?

модели по ссылке
https://transfiles.ru/ej0io

куда двигаться дальше прошу подсказать
Автор:  valvol [ 03-02, 12:29 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
ufolog писал(а):
я так понял, слишком высокая частота резонанса не есть хорошо?

Во-первых, слишком высокая частота среза фильтра говорит о его малой эффективности (плохо давит пульсации). Во-вторых, резонансный пик фильтра попадает в ту область (в данном случае), где скомпенсированная ЛАФЧХ должна пересекать нулевой уровень (единичное усиление).

И так, приступим к коррекции имеющейся ЛАЧХ.
Сначала выберем частоту нулевого уровня. Чем выше эта частота, тем выше быстродействие регулятора напряжения. Однако, как говорилось раньше, регулятор на основе ШИМ может считаться относительно линейным на частоте, которая (по крайней мере) на порядок ниже частоты ШИМ. В нашем случае частота ШИМ преобразователя равна 75 кГц. Однако, после выпрямителя, частота пульсации ШИМ удваивается и равна 150 кГц. Следовательно, частота нулевого уровня ЛАЧХ не должна превышать 15 кГц. Именно это максимальное значение и выберем.
Исходя из критерия устойчивости, скорректированная ЛАЧХ должна пересекать нулевой уровень с наклоном -20дБ на декаду (10-ти кратное изменение частоты). При этом фазовый сдвиг находится в области -90гр. Это гарантирует устойчивость. Качество регулирования определяется запасом по фазе и запасом по амплитуде.
И так, мы имеем исходную ЛАЧХ.
Изображение

В данном случае нам повезло и ЛАЧХ в области 15кГц имеет требуемый наклон. Чтобы в этом удостовериться, достаточно этот наклон измерить по графику, либо просто посмотреть на фазовый сдвиг. Коэффициент передачи на частоте 15 кГц также близок к 0 дБ.
Единственно, что стоит сделать, обеспечить наклон -20 дБ в области низких частот. Эта мера устранить статическую ошибку выходного напряжения преобразователя. Для этого можно использовать пропорционально-интегральное (ПИ) звено. В принципе подобное звено уже используется в предлагаемомо преобразователе. Надо только оптимизировать его параметры.
Дополним частотную модель преобразователя ПИ звеном.
Изображение

Архив с моделью
Здесь E2 имитирует усилитель ошибки ШИМ-контроллера UC3825.
Коэффициент передачи ЛАЧХ преобразователя на частоте 15 кГц был близок к 0дБ. Следовательно, коэффициент передачи корректирующего звена также должен быть равен 1. Для этого необходимо обеспечить равенство R6 = R4 = 33k.
Угловую частоту (частоту перегиба) ПИ-цепочки выберем на порядок ниже частоты нулевого уровня - 1500 Гц.
В этом случае ёмкость С4 можно рассчитать по формуле:
C4 = 1/(2*pi*1500*R6) = 1/(2*pi*1500*33000) = 3.3 нФ
Подставляем рассчитанные значения в модель преобразователя и смотрим его переходной процесс при включении.
Изображение

А вот так было раньше
Изображение
Автор:  ufolog [ 04-02, 00:17 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
Большое спасибо! :good: Очень доходчиво!

позвольте еще пару вопросов:

1. подойдет ли данный метод коррекции к другим топологиям источников (обратноходовый преобразователь, например)? я слышал есть еще такой зверь как токовое управление, не разобрался пока, в чем отличие, скажите, модель будет строиться несколько иначе?

2.
valvol писал(а):
В данном случае нам повезло и ЛАФЧХ в области 15кГц имеет требуемый наклон. Чтобы в этом удостовериться, достаточно этот наклон измерить по графику, либо просто посмотреть на фазовый сдвиг. Коэффициент передачи на частоте 15 кГц также близок к 0 дБ.


А когда может быть случай "не повезло"? и что предпринимать тогда?
Автор:  valvol [ 04-02, 11:32 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
ufolog писал(а):
1. подойдет ли данный метод коррекции к другим топологиям источников

Общий принцип такой же.
ufolog писал(а):
А когда может быть случай "не повезло"? и что предпринимать тогда?

Допустим нам "не повезло" и на частоте 15 кГц ЛАЧХ имеет уровень -0.2 дБ (точнее -0.19627001 дБ), а нам нужен точный 0 дБ. Придется нескорректированную ЛАЧХ поднять на 0.2 дБ.
Изображение

Для этого наше корректирующее звено должно обеспечить усиление на 0.2 дБ. В абсолютных величинах это соответствует коэффициенту передачи Кп = 1.0233. Чтобы обеспечить такой коэффициент передачи, выберем значение R6 = Кп * R4 = 33k * 1.0233 = 33.77k
Всё, теперь скорректированная ЛАЧХ имеет уровень 0 дБ на частоте 15 кГц.
Изображение

Ну, почти 0 дБ :D
Автор:  SashaN123 [ 04-02, 17:11 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
Можно как то линейную модель нелинейного передаточного звена не вычислять аналитически, а промерить на нелинейной модели в симуляторе с учетом выходного импеданса схемы?
Автор:  valvol [ 04-02, 17:23 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
SashaN123 писал(а):
Можно как то линейную модель нелинейного передаточного звена не вычислять аналитически, а промерить на нелинейной модели в симуляторе с учетом выходного импеданса схемы?

Как полагаю, речь идет об малосигнальной линейной модели?
Разумеется, параметры малосигнальной модели в районе какой-либо рабочей точки можно снять экспериментально, как на реальном источнике питания, так и на его модели. В модели это правдв сделать проще, безопаснее и дешевле.
Автор:  SashaN123 [ 04-02, 18:38 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
valvol писал(а):
В модели это правдв сделать проще, безопаснее и дешевле.

Где нить описано как? Источник в модели уже закольцован ОС. Как снять АЧХ/ФЧХ отдельного передаточного звена? Как определить выходной импеданс звена?
Автор:  valvol [ 04-02, 19:23 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
SashaN123 писал(а):
Где нить описано как?

В предыдущем сообщении указана ссылка.
Кроме этого можете искать информацию в сети любым поисковиком. Что-то типа:
"Measure the Loop Transfer Function of Power Supplies"
Вот например:
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/TND6238-D.PDF

В модели можно не замыкать преобразователь стабилизирующей обратной связью, а анализировать разомкнутый контур. Для этого необходимо определить управляющий уровень, который задаст требуемый режим на выходе. Затем в это управление подмешать мелкий тестовый сигнал и смотреть к чему он приводит на выходе (амплитуда и фазовый сдвиг).
С известной долей осторожности такое можно проделать и на реальном источнике.
Автор:  ufolog [ 05-02, 00:13 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
я благодарю Вас за ответы!
Автор:  student_2 [ 05-02, 16:57 ]
Заголовок сообщения:  Re: Устойчивость ИБП
valvol писал(а):
Для этого наше корректирующее звено должно обеспечить усиление на 0.2 дБ. В абсолютных величинах это соответствует коэффициенту передачи Кп = 1.0233. Чтобы обеспечить такой коэффициент передачи, выберем значение R6 = Кп * R4 = 33k * 1.0233 = 33.77k

извините ,valvol, опять не соображу откуда появилось передаточное отношение корректирующего звена,
как получилось 1.0233?
Страница 7 из 17 Часовой пояс: UTC + 4 часа
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/