Лабораторный БП PSL-3604

[Galizin]

Чтобы добиться устойчивости, приходится всё искусственно тормозить: и каждый ОУ, и усилитель напряжения (C7, C9).

Вот и я о том же. Звеньев меньше - торможение меньше.

Вы предлагаете охватить петлей обратной связи один каскад с усилением 1

Я предлагаю только его и использовать. То есть убрать оба резистора измерения тока. Один вообще. Второй - в отрицательную сторону до топологии 2. Источники питания ОУ соединить с минусом нагрузки.

скорость перехода CV/CC определяется исключительно параметрами цепей обратной связи и минимально зависит от способа включения транзистора выходного каскада.

Это несомненно так. Но это не Ваш случай. У Вас нет перехода в СС.

Для полной картины нужно было бы снимать семейство АЧХ, что малореально.

По моему вот здесь модель, где снимается семейство http://radiokot.ru/circuit/power/supply/21/01.rar . Правда в другом инструменте.

А что это за книга?

http://www.en-genius.net/site/zones/acq ... cqt_050712 - здесь все ссылки на все 11 существующих статей. Последнюю я не читал. С первой статьи он уже успел уйти из TI. Эх, классно бы все это перевести на русский.

Но конденсатор параллельно R16 ничего не даст, так как дальше идет высокоимпедансный вход ОУ

По моему там еще и тормозящие C4 и С5.

Выходное напряжение БП корректно представлено относительно земли только в одной точке - на выходе дифф. усилителя U10A

Это несомненно так. Но через конденсаторы можно с любой точки, если это не приведет к возбуждению. Это быстро скорректирует выход до разности нескольких милливольт. А более тормозной усилитель ошибки на ОУ медленно подкорректирует до абсолютного значения. Все таки есть разница по времени для усилителя корректировать полвольта или несколько милливольт. Также можно применить что то быстрое только на транзисторах параллельно ОУ - они будут отвечать за корректировку быстрых выбросов а ОУ медленно за основную линию.

Относительно быстрых ОУ Вы тоже неправы. Проблема в применении ОУ следующая: Вы можете предполагать его поведение до частоты раза в 2-3 ниже частоты единичного усиления. Что потом - никто ничего не гарантирует. Можно конечно это померить, но никто не даст гарантий, что с сменой производителя или техпроцесса тот хвост что за единичным усилением не изменится. Есть еще технологический разброс. Поэтому все пляски с коррекциями можно проводить только до частоты в 2-3 раза ниже частоты единичного усиления. Применение более быстрых ОУ позволит всем коррекциям сдвинуться в более высокую строну. Значит отклик уменьшится.
Конечно все это мои измышления. Изначально я хотел построить источник с применением ОУ по топологии висящего выпрямителя, шунт на минусе, общий эммитер pnp транзистора, да еще с однополярным питанием. Добиться устойчивости мне не удалось.

[Леонид Иванович]

здесь все ссылки на все 11 существующих статей. Последнюю я не читал. С первой статьи он уже успел уйти из TI. Эх, классно бы все это перевести на русский.

Хороший материал, спасибо! Перевести всё это - приличный кусок работы. Если бы заказчик перевода был...

Вот и я о том же. Звеньев меньше - торможение меньше.

Однозначно так утверждать нельзя. Применяемые ОУ намного быстрее всего БП в целом. И они ведь не соединяются последовательно внутри общей петли обратной связи. Так работает только усилитель ошибки. А второй ОУ, на котором собран дифф. усилитель, имеет свою ОС, АЧХ плоская в диапазоне наших интересов, фазовый сдвиг на частоте единичного усиления всего БП тоже незначительный. До каких-то пределов увеличение числа звеньев ни на что влиять не будет.

Относительно быстрых ОУ Вы тоже неправы. Проблема в применении ОУ следующая: Вы можете предполагать его поведение до частоты раза в 2-3 ниже частоты единичного усиления. Что потом - никто ничего не гарантирует.

За пределами частоты единичного усиления ОУ никто не работает. Нужно обеспечить частоту единичного усиления БП в целом меньше, чем у ОУ (на практике это всегда так). Например, нужно добавить полюс в усилителе напряжения. Тогда то, что происходит с АЧХ и ФЧХ ОУ на более высоких частотах - знать не надо, усиление там меньше единицы.

Применение более быстрых ОУ позволит всем коррекциям сдвинуться в более высокую строну. Значит отклик уменьшится.

Не позволит сдвинуться. Применяемые ОУ далеко обгоняют по скорости БП в целом, замена ничего не даст (кроме, возможно, уменьшения выбросов при переходе CV <-> CC, где важна скорость нарастания). Дело в том, что вместе с ОУ мы не сможем промасштабировать по частоте остальные каскады, в первую очередь выходной, работающий на емкостную нагрузку.

Изначально я хотел построить источник с применением ОУ по топологии висящего выпрямителя, шунт на минусе, общий эммитер pnp транзистора, да еще с однополярным питанием. Добиться устойчивости мне не удалось.

Танцев с бубном требуется много, это факт Но нет ничего невозможного.

Я предлагаю только его и использовать. То есть убрать оба резистора измерения тока. Один вообще.

Пробовал убирать. Разница очень незначительная, так как резистор внутри петли ОС.

По моему там еще и тормозящие C4 и С5.

Они ничем помочь не могут. Чтобы получить ноль на АЧХ цепи, которая до этого была линейной, нужно на ВЧ получить больший коэффициент передачи, чем на НЧ и чем на DC. А здесь он на DC равен единице. Требуется усиление, а пассивная цепь его обеспечить не может. Можно поставить делитель напряжения, тогда всё реализуемо. Но делить надо сильно, тогда нужно будет и опору делить, вылезет смещение нуля ОУ, некрасиво это.

Но через конденсаторы можно с любой точки, если это не приведет к возбуждению. Это быстро скорректирует выход до разности нескольких милливольт.

Нет, нельзя. Вот в этом и состоит ошибка. В применяемой топологии это очевидно - скачок напряжения на датчике тока не будет передаваться через эту емкость. Если взять топологию с заземленной нагрузкой, то кажется, что можно. Но там всё хорошо то того момента, пока не начинаем рассматривать REMOTE SENSE. Только на выходе дифф. усилителя снятия напряжения имеем правильную картину изменения выходного напряжения. Причем если применять дифф. усилитель, то все топологии становятся равнозначными с точки зрения частотной коррекции (не считая, конечно, разницы ОК/ОЭ). А вот погрешность в других точках схемы может быть в сотни милливольт, как по постоянному, так и по переменному току.

[Леонид Иванович]

В общем, после долгих сомнений остановился на этой схеме. Ее и развожу. Кривая местами, конечно, но закончился мозг ее улучшать. Кстати, для прикола попробовал моделировать БП с быстрыми ОУ (с полосой 500 МГц). Как и ожидалось, никаких улучшений нет.

[koyodza]

Непонятно назначение VD20 VD21 R78 U10:2

[ChipKiller]

В общем, после долгих сомнений остановился на этой схеме.

.. а со схемой со стороны МК (+ индикация, кнопки ... ) определились?

PS. если она где-то "всплывала" раньше, то пардон, но просматривать все 55 страниц просто лень....

[Леонид Иванович]

Непонятно назначение VD20 VD21 R78

Про это уже разговор был. Эта цепочка снижает провал напряжения при перестройке вниз и при емкостной нагрузке. Диод не позволяет выходу усилителя напряжения улетать ниже реального напряжения на выходе.

U10:2

Когда снаружи кто-то обеспечивает втекающий ток (например, заряженные емкости или аккумулятор), источник кушает этот ток с помощью DP. В это время на выходе напряжение не равно установленному, нужно индицировать CC. Компаратор U10:2 отслеживает уход усилителя ошибки напряжения вниз в насыщение и формирует сигнал CC.

а со схемой со стороны МК (+ индикация, кнопки ... ) определились?

Пока развожу вот это. Разводка получается - жесть!

[ChipKiller]

Разводка получается - жесть!

... для "утюга" вполне терпимо
.... увидел энкодер (.. на кнопках не проще? (... и возможно удобней)), и что примените в качестве дисплея?

[Леонид Иванович]

Для утюга - на пределе (дорожки 0.3, зазор 0.2). Но я нашел человека, которому тоже нужен БП, он сделает платы на производстве.
С энкодером удобней. В качестве дисплея 2 LED-индикатора по 4 цифры:

[soundparts]

Уважаемый Леонид Иванович!
В разрабатываемом приборе есть два режима работы - режим стабилизации напряжения (CV) и режим стабилизации тока (CC). А не могли бы вы подсказать как эти аббревиатуры расшифровываются? На английском ,естественно. Вторые то буквы мне понятны (v - voltage, c - current) а вот с первыми проблема... Я не смог найти объяснения в интернете и в той литературе, что мне доступна...
Заранее извиняюсь, что задаю вопрос не совсем в тему...

[Victor_P.]

soundparts, ничего если я отвечу?
В общем-то, об этом и у гугля можно было спросить.
CC - constant current, CV - constant voltage

[soundparts]

Блин... мне стыдно, но слово "постоянный" мне даже в голову не пришло... только "стабилизация" на языке крутилась...
Спасибо за науку...

[SPY]

Для утюга - на пределе (дорожки 0.3, зазор 0.2). Но я нашел человека, которому тоже нужен БП, он сделает платы на производстве.
С энкодером удобней. В качестве дисплея 2 LED-индикатора по 4 цифры:

Можно и мне сделать комплект?

[soundparts]

...В качестве дисплея 2 LED-индикатора по 4 цифры...

Леонид Иванович, подскажите, какие LED-индикаторы применены, с общим анодом или с общим катодом?

[Леонид Иванович]

soundparts, ну так по схеме видно, что общий катод, управляет катодами ULN2003.

Вроде, развел основную плату БП:

[soundparts]

...Вроде, развел основную плату БП:

Леонид Иванович, а можно разводку выложить отдельно для каждой стороны, а то много "непроглядных" моментов...
Или файл в P-CAD, что было бы гораздо лучше...

[koyodza]

а можно...

Вы борщ тоже едите прямо из кастрюли ещё до того, как он закипит?
Дайте человеку закончить

[Леонид Иванович]

Пока файлы разводки плат выкладывать не буду, потому что до окончания разводки всех плат вполне может поменяться распиновка межплатных разъемов или еще что-то.

[Леонид Иванович]

Закончил разводку платы управления. Мрак. Присоединяю все три платы источника на одной странице. Есть некоторые косяки, с которыми нужно что-то делать.

1. Порт. Планировалось установить на задней панели разъем USB и поставить FT232RL + ADuM1201. Не могу решить, как выполнить это конструктивно. Возможное положение разъема USB показано прямоугольником справа внизу на плате выходного каскада. В принципе, можно было бы интерфейс собрать прямо на плате выходного каскада, если впаять в нее прямой USB-разъем. Но стоит ли так делать? Это жестко привяжет положение разъема, радиатор не всегда позволит его там установить, плюс плату выходного каскада придется увеличивать вниз. Порт, наверное, не всегда нужен, оптимальнее тогда сделать отдельную небольшую платку. Кроме того, разъем на плате процессора имеет дополнительный сигнал DIR, что позволяет оборудовать источник интерфейсом RS-485 для организации сети приборов. Но тогда точно нужны сменные модули интерфейсов. Какие будут мнения?

2. Вентилятор. Пока никуда не врисовал схему управления вентилятором (ключ, дроссель, диод, емкость). Нужна ли она, делать на отдельной платке возле вентилятора или добавить на одну из плат? Можно разместить на плате выходного каскада, если увеличить ее вниз, а можно на основной плате. Плату выходного каскада увеличивать не хотелось бы, так как она без изменений подходит к младшей модели PSL-2401 (только диоды устанавливаются SMD, места предусмотрены). Хотя можно на плате предусмотреть линию распила.

3. Датчик температуры. Пока думаю оставить DS18B20, хотя было желание применить аналоговый. Но купить LM19 еще не смог. С цифровым датчиком боюсь помех, в шлейфе между основной платой и платой управления рядом идет выход ЦАП, на основной плате они тоже идут параллельно, хотя я там принял меры - добавил под линиями ЦАП земляной полигон. Если использовать небуферизованный выход ЦАП, то эти цепи будут чувствительны к наводкам. Наверное, в шлейфе нужно поменять очередность проводов, разделить сигналы землей или какой-то низкоимпедансной статической линией. Upd: разводку разъема поменял, зажал сигнал OWP между GNDD и +5VD.

4. Кнопка OUT ON/OFF. Благодаря диктатуре дизайна эта кнопка оказалась за пределами платы управления. Придется делать небольшую платку специально для кнопки и подключать перемычками к плате управления. Думаю при изготовлении разместить ее на плате выходного каскада, там как раз похожий кусочек нужно будет выпиливать для разъема USB.

5. Сетевая часть. Кривизна еще заключается в том, что на основную плату не уместились цепи 220 В. Придется на кронштейне трансформатора ставить небольшую платку с держателем предохранителя, X-конденсатором и ножевыми клеммниками (2 шт. - сетовой шнур, 4 шт. - выключатель, 2 шт. - первичка трансформатора).

[koyodza]

1. Вертикальный разъём - редкость. К тому же порт нужен не всем. У Вас порт ещё и обходится достаточно дорого: FT232RL + ADuM1201, при том что никакой скорости здесь не требуется.
2. У Вас и так уже много плат. Если ещё добавить отдельную плату порта и отдельную вентилятора, то 5 будет. А с платой сетевого фильтра и отдельной платой для кнопки вообще 7, пора бы и остановиться.

[Хатуль_мадан]

1. Да, вертикальный разъем редкость и порт не всем нужен, но если его делать, то по любому без дополнительной платы обойтись сложно. Пристраивать разъем в удобное место корпуса БП проще с маленькой платой на которой уже есть USB драйвер, а МС изоляции разместить рядом с МК и соединить ее 4 проводами с внешней платой. При любом раскладе их можно не изготавливать и не запаивать. В своем БП планирую именно так, только вместо FT232RL хочу установить готовую плату от USB шнура сотового телефона (на PL2303), да и ADuM1201 прекрасно работает при пониженном питании и уровнях сигналов до +3,3В с обеих сторон.
2. А нужно ли плавное управление вентилятором, если это может вызвать дополнительные помехи? Может лучше аналоговое управление? У себя планирую всего 2 скорости.
3. Может и датчик температуры не нужен, если математически расчитывать потребляемую мощность и рассеиваемую на транзисторах? Ведь все величины измеряются МК и можно предположить, когда потребуется дополнительный обдув радиатора. Все остальное должно быть расчитано с запасом и работать при любых режимах.
5. Решением может быть применение уже готового фильтра в составе сетевого разъема от компьютерных БП, даже есть со встроенным предохранителем. Можно применить обычный с резьбовым креплением на заднюю панель. Или планируете его установку без возможности замены не вскрывая корпуса? Мне кажется, заводить сетевое питание на любую из уже имеющихся плат вторички не стоит. Лучше применить навесной монтаж, или действительно сделать отдельную плату. Может и ошибаюсь...