Управление понижающим DC-DC-преобразователем

spoluer

Мне нужно разработать СУ для непосредственного понижающего преобразователя. Стабилизатор тока.
Сразу напишу все заданные параметры.
Uвх=450-350 В
Uн_max=300 B
Iн_max=25 A
fпр_max=10 кГц
точность стабилизации = 2%
Схему я собрал. Подскажите ошибки и недочеты. И если кто поможет из исправить, буду очень благодарен. И еще, мне сказали, что, т.к. гамма у меня >0,5 то усилитель мощности мне нужно использовать другой. Но я пока не могу понять какой.

Реклама

Murlock

параграфы не стыкуются.

Iн_max=25 A

и

Стабилизатор тока

таки "стабилизация" или ограничение?
может стабилизация напряжения?(по схеме- не похоже)
тогда не бьёт

Uн_max=300 B

ну, и на первый взгляд, нехватает резистора база-эммитер. и почему не мосфет или IGBT?
усилитель токового сигнала мне несколько загадочен.
зы.
имхо: сварочный аппарат detected.
ззы.
для Вашего случая, я бы применил управление в пределах одного цикла.

Реклама

Кот_Баюн

мощный резистор, что служит источником информации для управления, обратите внимание правильно ли на него подключен вход операционника DA1.
DA5 - генератор прямоугольного сигнала типа таймера NE555;
DA1 - операционный усилитель, на нём сделан типа тригер(очень похоже на тригер);
DA2 - операционный усилитель, на неём выполнен интегратор;
DA4 - операционный усилитель, на нём сделан генератор импульсов(возможно прямоугольных);
DA3 - логическое сравнение(так показано на схеме).
Диод на выходе с трансформатора стоит не в ту сторону!
Дросселя имеют большую инерционность(связана с индуктивностью), а для таких токов и подавно. Даже если устройство и заработает ты ещё намучаешься его настраивать и всёравно не настроишь для широкого диапазона токов с такой точностью стабилизации!

Принцип работы схемы основывается на подаче кратковременного импульса управления на открытие силового ключа, что "зарядит" дроссель энергией, которая уйдёт в нагрузку после выключения ключа, а при понижении тока опять откроется силовой ключ и так в цикле.
По принципу похоже на обратноходовой импульсник!
С одного генератора(DA4) идут имульсы на DA1, которая работает как ключь, управление берётся сразу с мощного добавочного резистора. прошедьшие через ключь DA1 импульсы интегрируются(по факту сужаются и инвертируются) в DA2. Сигналы с DA2 и с генератора прямоугольного сигнала(DA5) сравниваются в DA3 и выход результата сравнения уходит в цепь управления силовым ключем через разделительный трансформатор.

Только одна проблемка тут возникает - фазы обоих генераторов почти произвольны! И оптимальные частоты неизвестны(нужен расчет)

В цепи транзистора токи будут постоянно пульсировать, а в нагрузке будет стабилизация за счет дросселя, поэтому схему можно проверить только на постоянной активной нагрузке!

spoluer

Я делал эту СУ по такой логике.
Сначала сигнал снимается с шунта. Затем на суммирующий усилитель (DA1), на котором он "сравнивается" с опорным. На DA2 построен ИОН. Затем сигнал поступает на устройство коррекции, в качестве которого используется интегратор на ОУ (DA2). На DA3 сигнал сравнивается с сигналом с ГЛИН. И поступает на усилитель мощности с гальванической развязкой. DA5 - это автоколебательный мультивибратор на ОУ. Его импульсы запускают ГЛИН.

Реклама

а применить готовый ШИМ-контроллер никак? надо изобретать собственную схему на рассыпухе?

Реклама

Кот_Баюн

Starichok51 писал(а):а применить готовый ШИМ-контроллер никак? надо изобретать собственную схему на рассыпухе?

Вот я же и говорю, что по принципу работы, это обратноходовой импульсный модуль питания!

Реклама

Murlock

не, тут нужен стабилизатор тока.

Murlock, по какому параметру заведешь обратную связь, тот и будет стабилизироваться.
заведешь по току, будет стабилизатор тока.

Кот_Баюн

Murlock писал(а):не, тут нужен стабилизатор тока.

Пордумашь, стабилизатор тока!
В обратноходовом только обратную связь(ОС) по напряжению на ОС по току заменить... По факту импульсный сварочный апарат на 25А или импульсное зарядное для аккумулятора на 250А/ч или я в чем-то заблуждаюсь?

Кот_Баюн

spoluer писал(а):Я делал эту СУ по такой логике.
Сначала сигнал снимается с шунта. Затем на суммирующий усилитель (DA1), на котором он "сравнивается" с опорным. На DA4 построен ИОН. Затем сигнал поступает на устройство коррекции, в качестве которого используется интегратор на ОУ (DA2). На DA3 сигнал сравнивается с сигналом с ГЛИН. И поступает на усилитель мощности с гальванической развязкой. DA5 - это автоколебательный мультивибратор на ОУ. Его импульсы запускают ГЛИН.

Вы указали DA2 как ИОН, хотя на схеме это DA4, я это исправил в цитате.
DA1 - это компаратор напряжения, их быстродействие примерно 0.001с, этого хватит для управления, или у Вас какой-то особый компаратор?
Последняя строка в цитате не понятна(выделена жирным шрифтом), что имеете ввиду под ГЛИН(генератор линейно изменяющегося напряжения - попросту генератор пилы на DA4, DA1, DA2) Никаких связей на схеме между генераторами я не заметил и если DA4 это ИОН, то они и не нужны(если ИОН даёт постоянное непрерывное напряжение)! Я сомневаюсь в необходимости генератора на DA5!
Для настройки этой схемы понадобится двухлучевой осцилограф...

spoluer

Здесь ГЛИН - это генератор линейно падающего напряжения. Построен на транзисторе VT3. С его выхода сигнал идет на компаратор. В итоге, как я понимаю, на компараторе (DA3) сравниваются пилообразный сигнал с ГЛИН и разность опорного напряжения и напряжения снятого с шунта. Т.е. это схема управления преобразователем с ШИМ.

Спасибо за исправление

Starichok51 писал(а):а применить готовый ШИМ-контроллер никак? надо изобретать собственную схему на рассыпухе?

Готовы никак. Потому что по заданию на курсовой все нужно самому собрать.

Кот_Баюн

Посмотрите внимательно на эту вот микросхемку!
http://www.chipinfo.ru/dsheets/ic/1114/ey5.html

Тогда нужно колупаться реально самому и быстрого и лёгкого решения нету...

spoluer

В принципе схема, которую я выше прикрепил, такая и останется. Я бы у вас хотел спросить о недочетах, которые я допустил при проектировании. А так же хотел узнать какой усилитель мощности мне использовать после DA5? Мне сказали, что т.к. у меня гамма преобразователя > 0,5 мой усилитель не подходит.

Кот_Баюн

spoluer писал(а):В принципе схема, которую я выше прикрепил, такая и останется. Я бы у вас хотел спросить о недочетах, которые я допустил при проектировании. А так же хотел узнать какой усилитель мощности мне использовать после DA5? Мне сказали, что т.к. у меня гамма преобразователя > 0,5 мой усилитель не подходит.

Что имелось ввиду под гамма(КПД чтоли

)?
Скорее всего это угол на который сдвинуты фазы меду сигналами, что шриходят на сравниватель DA3...
Чтобы сдвинуть сигнал по фазе на нужный угол нужно применить какое-тосхемотехническое решение:
емкость и индуктивность сдвигают на Пи/2(90 градусов), транзисторный усилитель на одном транзисторе сдвигает фазу на Пи(180 градусов)

Кот_Баюн

Микросхема DA5!
Если взять NE555, то на одном из её выводов формируется пила, но не на уровне от "0" до Uпит, поэтому на выходе прийдётся поставить не электролитический конденсатор!

Кстати у тебя эта схема с частотно-импульной модуляцией!

spoluer

Гамма - это относительная длительность открытого состояния транзистора в преобразователе.

Гамма=время импулься/период.

Кстати у тебя эта схема с частотно-импульной модуляцией!

Почему вы так решили?

Если взять NE555, то на одном из её выводов формируется пила, но не на уровне от "0" до Uпит, поэтому на выходе прийдётся поставить не электролитический конденсатор!

Вот здесь, если можно поподробней. Если можете нарисуйте, пожалуйста.

Кот_Баюн

Скважность - количество импульсов, которое можно поместить в одном периоде(раздели период на длительность импульса).
Значит гамма - величина обратная скважности!

Дроссель штука постоянная как не крути, а вот заряд он отдаёт не более чем в него "вольют" через силовой ключ, а периодичность сигнала с компаратора зависит от (допустим нагрузка не меняется) уровня ИОН и при смене уровня ИОН отношение периодов почти пилообразных сравниваемых сигналов меняется. Если есть два пилообразных сигнала на входе сравнивающего устройства, то на выходе этого устройства будут импульсы с одинаковой шириной, а регулировать ИОН-ом можно только количество импульсов за еденицу времени, так что ШИМ-ом тут и не пахнет, так как меняется только частота импульсов!

Схема генератора на NE555 я нашел год назад к журнале "Радио"
NE555 - это аналог КР1006ВИ1, распиновка совпадает на 100% и характеристики чуть получше...
http://radiokot.ru/forum/download/file.php?id=40611

Более интересные схемы показаны тут: http://www.skilldiagram.com/gl5-14.html

прекратится когда-нибудь это бл..во со вставкой огромных рисунков в текст?
невозможно нормально читать сообщения, приходится все время дергать прокрутку.
неужели не достаточно просто прикрепить изображение?

Кот_Баюн

Уже исправил.
В процессе редактирования выкинул как изображение, потом сам вернулся в тему и исправил=)

spoluer

А это разве не ШИМ?
Здесь U1 - сигнал с выхода DA2, поступающий на инверт. вход DA3
U2 - сигнал с ГЛИН, поступающий на прям. вход DA3.
U3 - сигнал на выходе компаратора DA3.
Увеличение выходного напряжения вызывает уменьшение ton(время открытого состояния транзистора в преобразователе), что в свою очередь приводит к уменьшению выходного же напряжения. И, наоборот, уменьшение выходного напряжения приводит к увелечнию ton.