Разрабатываю лабораторный БП, проверьте пожалуйста

[Gisteresis]

Да, для зарядки аккумуляторов тоже склоняюсь к специализированному устройству. Поэтому написал, что это наверное лишнее в БП.

[Slabovik]

Для напряжений выше 30 вольт триггер необходим.

[zenon]

Главная неприятность, что в топологии, где сигнал обратной связи по напряжению снимается с помощью диффусилителя, правильную частотную коррекцию можно сделать только с инвертирующим усилителем ошибки.

Тогда, придется опять либо перевернуть, либо задавать ток по "-" ОУ.
Как перевернуть?
Я набросал половину (напряжение) схемы koyodza в мультисиме, не понял назначение R4,R6,C6.
C6 точно нужен 100мкф?
Не совсем пойму VD1,VD5.
====
Ещё идея, чтобы не переворачивать, УН вот такой сделать:

[Леонид Иванович]

триггером не пользуюсь _вообще_

+1. Из опыта эксплуатации БП могу сказать, что триггерную защиту OCP не задействовал ни разу. Хватает просто ограничения тока. В принципе, OCP реализовать можно, но не стоит ради этого усложнять схему. Программная реализация тоже подойдет, а она не требует вообще никаких затрат. Ток ограничится аппаратно, а полное отключение произойдет спустя 1 - 2 мс, что вполне устроит.

Еще есть небольшая идея, сделать отдельный модуль для зарядки аккумуляторов.

В БП есть всё необходимое для зарядки аккумуляторов (а в правильном БП с down programmer - и для разрядки). Реализация функции зарядного устройства - чисто программная задача. Но стоит ли это делать - не знаю. У себя в БП пока сделал только таймер отключения. Хотя была мысль добавить функцию детектирования окончания зарядки NiCd/NiMH по dV/dt, ведь точное измерение напряжение имеется. Тогда весьма желателен еще и внешний термодатчик для контроля температуры аккумуляторов.

Тогда, придется опять либо перевернуть, либо задавать ток по "-" ОУ.

С коррекцией вопрос открытый. В идеале, усилитель ошибки должен быть выполнен как инвертирующий сумматор напряжения ОС и напряжения установки. Но это требует усложнения схемы и большего количества точных резисторов. Я не стал так делать и ограничился компромиссным вариантом - в обход диффусилителя установил симметричные корректирующие цепочки. Кривовато, конечно, но load transient ухудшается незначительно. В схеме koyodza коррекция вообще заведена с выхода УН (C3, C4), что неправильно, но тоже жить можно. Все зависит от Ваших требований к динамическим характеристикам БП.

не понял назначение R4,R6,C6. C6 точно нужен 100мкф?

Ни разу не видели такого решения в УНЧ? Это вольтдобавка. Немного помогает в динамике, но я бы ставить не стал.

Не совсем пойму VD1,VD5.

Это защита от обратного пробоя перехода Б-Э при резком уменьшении напряжения и защита от отрицательного напряжения З-И.

Ещё идея, чтобы не переворачивать, УН вот такой сделать

Не понял решения. Почему не хотите УН с ОБ? Если питание будет двухполярное, тогда VT5 не нужен. Хотя насчет питания еще решить надо. Схема koyodza использует однополярное питание, что упрощает БП. Такой пост-регулятор можно подключить к любому готовому импульсному БП, имеющему всего одно выходное напряжение, например, БП от ноутбука и т.д. Но зато требуются R-to-R ОУ и все равно теряется небольшая часть диапазона вблизи нуля. Если сделать двухполярное питание ОУ, тогда ОУ подойдут любые. Но этого недостаточно, чтобы работать он нуля, понадобится сдвиг уровня на несколько процентов шкалы. Это тоже схемотехническая задачка. У себя делал такое, но решением не очень доволен.

[zenon]

Про аккумуляторы это не писал, наоборот не вижу смысла использовать ЛБП как зарядку.
Вольтдобавка, для поднятия на базе VT6? Чтобы её убрать просто резистор R4 (2k2) с "+" на базу?
С двухполярным питанием я смирился, как с необходимым.
Не доходит пока до меня как инвертирующий ОУ на напряжение прикрутить туда.... примеров простых перед глазами нет.
Коррекцию как тоже не понятно.
===
По мной предложенному варианту - это я просто попробовал нарисовать каскод с ОБ, вот так (упрощенный вариант) работает:

[Леонид Иванович]

Чтобы её убрать просто резистор R4 (2k2) с "+" на базу?

Да. Но еще лучше не резистор, а генератор тока. Усложнение при этом незначительное.

С двухполярным питанием я смирился, как с необходимым.

Я тоже за двухполярное питание. Опыт эксплуатации БП показал, что одной из самых востребованные возможностей является измерение тока нагрузки. Причем часть диапазона вблизи нуля тоже не хочется терять. Но тогда придется решить еще одну схемотехническую задачу - сдвиг шкалы. Но это можно оставить на потом. Возможно, что-нибудь Slabovik сможет подсказать, ведь он более сильный схемотехник, чем я.

Не доходит пока до меня как инвертирующий ОУ на напряжение прикрутить туда.... примеров простых перед глазами нет. Коррекцию как тоже не понятно.

Пример - пожалуйста, схема Agilent U8002, срисованная китайцами (кстати, в этом БП пререгулятор работает на сетевой частоте, что по помехам будет лучше, чем высокочастотный ключевой источник, тоже можно присмотреться). Коррекция в этом БП сделана бескомпромиссно, но ценой усложнения схемы. У меня остаются сомнения, стоит ли так делать. Можно смириться с чуть худшими динамическими характеристиками и оставить структуру такой, как у koyodza. Мне кажется, это вполне разумный баланс простоты и качества.

это я просто попробовал нарисовать каскод с ОБ, вот так (упрощенный вариант) работает

Может и работает (тут моделировать надо), но зачем это, зачем каскад с ОЭ? Что-то придумывать надо лишь тогда, когда не устраивает готовое.

[zenon]

К сожалению прочесть и воспринять отдельные узлы из общей схемы Агилента мне сложно, легче видеть отдельные узлы отдельно, но это мои проблемы.

Да. Но еще лучше не резистор, а генератор тока. Усложнение при этом незначительное.

Ток в базу? Какой? Что это даёт? - не я примерно понимаю, но.

Может и работает (тут моделировать надо), но зачем это, зачем каскад с ОЭ?

Отсюда - каскод с нейтрализацией Ск каскада с ОЭ благодаря следящей связи через диоды VD1, VD2.
... пробовать надо же? И тут с переворотом проще вроде бы ...

[Леонид Иванович]

Ток в базу? Какой? Что это даёт? - не я примерно понимаю, но.

Генератор тока будет служить нагрузкой УН. Это дает стабильность характеристик независимо от выходного напряжения. С величиной тока вопрос не так прост, этот ток перезаряжает паразитные емкости на выходе УН, которые образуют полюс на АЧХ. В зависимости от выбранной методики коррекции БП частота этого полюса может понадобиться разной. Причем для стабильности этой частоты необходимо подключить внешнюю емкость, иначе имеем в основном емкости переходов, которые зависят от приложенного напряжения. Как пример, в моем БП ток этого генератора порядка 4 мА.

И тут с переворотом проще вроде бы ...

Я не понимаю, чего Вы добиваетесь. Здесь же опять получился инвертирующий УН. Еще раз - возьмите просто схему с ОБ.

[zenon]

Пока не трогал усилитель напряжения, там больше вопросов.
Вот такой вариант изобразил:

По сравнению с вольтдобавкой регулировка вниз стала тормозом. Хотя изначальная схема с конденсатором 100мкф тоже тормозит, причем сильно, быстрой становиться если конденсатор уменьшить до 1мкф.
===
upd. Ааа. Почти понял я эту схему... жираф жирафович жирафов....

не понял куда контакт BIAS. А также Q7.
Q8, Q9, Q10 - это нагрузка?

[Леонид Иванович]

регулировка вниз стала тормозом

Регулировка вниз всегда является тормозом, это один из недостатков простых БП, которые неспособны принимать втекающий ток. Для ускорения перестройки вниз нужен специальный узел, который называется down programmer.

не понял куда контакт BIAS. А также Q7.
Q8, Q9, Q10 - это нагрузка?

Это схема модели, здесь не всё. Можете посмотреть конечную схему PSL-3604, там всё есть. BIAS - это сигнал включения. В конечной версии схема несколько поменялась, этот сигнал выключает и схему down programmer (Q8, Q9, Q10). Более свежую схему модели присоединил, но там тоже не всё, а лишь то, что хотел смоделировать.

[zenon]

Посидел еще раз в мультисиме, убрал лишние транзисторы, ну не вижу я этого катастрофического выброса при кз.
В то же время в симуляторе регулировка вниз схемы с ОБ >30ms, а схема Андрея <4ms.
Да и в реалии, то что я собрал вниз устанавливается - на глаз мгновенно.
То что при регулировании есть колебания - пробовать давить снабберной цепочкой после ОУ.

[Леонид Иванович]

Посидел еще раз в мультисиме, убрал лишние транзисторы, ну не вижу я этого катастрофического выброса при кз.

У меня в симуляторе при таких номиналах вообще не было устойчивости. А когда ее достигал увеличением C1, появлялся выброс примерно 5 В.

В то же время в симуляторе регулировка вниз схемы с ОБ >30ms, а схема Андрея <4ms.

Так при регулировке вниз ни та, ни другая схема вообще не работает, она же не умеет принимать втекающий ток. Выходная емкость просто разряжается через сопротивление нагрузки. Время при одинаковой емкости, нагрузке и напряжении должно быть одинаковым. Присоединил результат моделирования схемы с УН с ОБ для нагрузки 1 кОм || 10 мкФ.

[zenon]

А. Да про вниз чушь сказал.

[Леонид Иванович]

Ну а про скоростные характеристики самого БП можно будет говорить лишь после достижения устойчивости. Как проверку делать системно - не знаю, я проверял БП на разных нагрузках (более-менее реальные комбинации R, C, L) в режиме скачка напряжения, а также при переходе CV-CC. Пришлось в симуляторе перебрать кучу вариантов, и то упустил один: при скачке тока, когда источник все время в CC, был выброс. Пришлось исправлять уже на готовом БП.

[zenon]

В схеме, что прикреплена (Model.pdf) D18, который параллельно C5, - мультисим почему-то при таком включении не делает регулировку ниже 6-7 вольт.

[Леонид Иванович]

Странно. Этот диод есть и в реальном БП, все работает. А что при этом на выходе ОУ и на коллекторе Q11? Присоединил схему модели со щупами и набор графиков напряжений в разных точках при регулировке от 0 до 36 В.

[zenon]

Схема не та. Сам виноват, всё на сегодня хватит. Спасибо.

[Slabovik]

Причина выброса вверх после снятия нагрузки - затянутый переходный процесс в регуляторе напряжения. То же самое происходит и в регуляторе тока, только не так заметно. Источник данного переходного процесса - нахождение выхода ОУ в крайнем состоянии, а-ля компаратор.
Посему вопрос - как его оттуда вытащить? Мне известен вариант с диодом, образующим ОС, когда положение выхода нерабочее. Однако на однополярном питании это не работает... ЛИ тоже боролся с этим - об этом говорят диоды (D18 D19 на Test1_sch) параллельно корректирующй цепочке.

p.s. Не понимаю, почему никто не заметил неправильно включенные корректирующие цепочки

[zenon]

Так, схему, с которой koyodza начал я-то мультисим загнал верно, но недопонял опять.
А именно что делает VT5?

[Леонид Иванович]

Источник данного переходного процесса - нахождение выхода ОУ в крайнем состоянии, а-ля компаратор.
Посему вопрос - как его оттуда вытащить?

Основная причина большого выброса - неоптимальная частотная коррекция. Хотя выход ОУ из насыщения тоже может давать свой вклад. Опять же, бескомпромиссные ограничители можно реализовать только для инвертирующего включения усилителя ошибки. Для неинвертирующего может быть только некий компромисс. У меня стоят диоды, они предотвращают насыщение ОУ, но уровень этих ограничителей зависит от синфазного напряжения на входах ОУ, а оно равно напряжению задания тока или напряжения. В результате при переходе CV-CC и обратно выходному напряжению ОУ надо совершать какой-то скачок, скорость изменения ограничена, в результате - задержка реакции и переходной процесс. В идеале выходы усилителей ошибки нужно все время держать по напряжению рядом. Можно сделать следящие ограничители, в одном специальном источнике когда-то так делал. Схему можно адаптировать и для лабораторного БП. Но в своем БП я не стал усложнять схему, так как подбор частотной коррекции позволил получить устраивающие переходные процессы даже с не совсем идеальным ограничителем.

что делает VT5?

При двухполярном питании он не нужен. В моей схеме его нет. На базы транзисторов УН заведена местная ООС через резисторный делитель - и всё. Как пример, я выбросил лишнее из своей схемы, вполне можно взять за основу. Только частотную коррекцию нужно проверить для разного рода нагрузок.



Переход CC-CV:



Перестройка напряжения, нагрузка 10 кОм || 0.1 мкФ, устойчивость сохраняется:



Перестройка напряжения, нагрузка 10 кОм || 10 мкФ, видна работа down programmer - быстрая линейная разрядка емкости: