Digitální regulovatelný zdroj

Pomoc v oblasti výkonovej elektroniky (zdroje, nabíjačky, meniče a pod.)

Moderátori: mirosne, Moderátori

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 30 Dec 2020, 22:19

boraicho
A to som si myslel, že cez sviatky nezapnem pracovný PC. :wink:
Ale nakoľko je lepšie raz vidieť ako 100x počuť tak ti to zajtra nakreslím.

A k tomu rezistoru v spätnej väzbe.
Zatiaľ ti logika funguje. :wink: Je to ako píšeš. Ak ich vyberiem stabilita sa pokazí.
Vysvetlenie:
V mojom prípade, je ich úlohou dostať neoverené zapojenie do stability ešte pred začatím ladenia. Obvykle to používam u spínaných zdrojov. Tým, že klesne zisk sa menia pomery obvodu a slučka sa stáva stabilnejšia. To že výstupné parametre trochu zmenia, pri ladení nevadí. Potom ak už zapojenie funguje, zmeriam čo potrebujem (dáva na výstup nejaký prúd alebo napätie a aj dostatočný výkon), nastáva zložitejšia úloha a to ladiť RC konštanty tak aby obvod bol stále dokonale stabilný s malými osciláciami. To je náročná úloha najmä u zložitých LC zdrojov. V niektorých prípadoch by zapojenie len tak s náhodnými kompenzačnými kapacitami vôbec nefunguvalo. A preto je výhodne použiť frekvenčne nezávislé prvky na znížene zisku. Potom sa postupne pridávajú kapacity a odpor sa zväčšuje až na hodnotu okolo 1-2M a potom ho už plne vyradím. Ostanú už len RC členy s nekonečným DC ziskom.
No a sme na konci kde je na mieste otázka z úvodu, prečo ich vôbec vyberať? Odpoveď je jednoduchá:
Tým že tam ostanú menia zisk ako som už spomínal, a ten spôsobí že výstupné napätie nebude konštantné. A čo je horšie bude sa meniť so záťažou. To predsa nik u laboratórneho zdroja nechce. Iné je to ak robím spínaný zdroj pre 100A. Tam je jedno či bude dávať 98 alebo 100 pri zaťažení.
Tak ako som naposledy opísal čo všetko má na výstupný odpor vplyv , tak zisk otvorenej slučky je práve to prečo ich treba vybrať :wink:
0
Naposledy upravil/-a balki v 30 Dec 2020, 22:31, upravené celkom 3 krát.

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 30 Dec 2020, 22:25

Charon

S tými tranzistormi sa mi to veľmi nepozdáva. Zdá sa mi to až moc "pretranzistorované". :D

Čo sa týka tej obavy o meranie U. Nie je opodstatnená, výstup IC4 je dostatočne stabilný a nejaký odber pár mA navyše, nič nepokazí. OZ si výstupe udrží to čo potrebuje.
0

Používateľov profilový obrázok
boraicho
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 12406
Dátum registrácie: 03 Feb 2007, 00:00
Bydlisko: Prešov
Vek: 35
Kontaktovať používateľa:

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa boraicho » 30 Dec 2020, 22:50

určite ho nezapinaj koli mne, nesuri to, teraz som aj tak mimo pracovneho prostredia, ale ak to potom nakresliš, tak som zvedavy, ja si to aj poskladam. Kupil som pred rokom frezu na DPS a je mi ľuto že už pol roka stoji v skrini. tak nech niečo pofrezuje trošku.
0
"Aj nevinne vyzerajúca súčiastka, môže byť príčinou nefunkčnosti zariadenia a tou kondenzator 100% je"
3D REBEL II + PLA + PETG
CNC 1810 na DPS

Používateľov profilový obrázok
StefanST
Pokročilý člen
Pokročilý člen
Príspevky: 778
Dátum registrácie: 20 Feb 2012, 22:25
Bydlisko: Nové Zámky

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa StefanST » 31 Dec 2020, 01:33

boraicho napísal:
30 Dec 2020, 20:45
Ak sa ti toto vidí komplikované, tak ako by sa to dalo spraviť jednoduchšie? ako by som s pomocou K1 riadil napetie na vstupe +IN druheho operaku?
Tá cesta z K1 do regulačného tranzistoru je príliš komplikovaná a regulácia prúdu buď nebude stabilná (kmitanie) alebo bude reagovať pomaly.
Prečo neobísť oba tranzistory aj operák K2 ("napäťový")?
Ak to zapojíš podľa upravenej schémy, potom sa napätie riadi pomocou K2 s rezistorom R7 na bázu T3. Úbytok na R7 sa vtedy predpokladá malý, pod 1V.
V režime obmedzenia prúdu "sťahuje" operák K1 cez diódu potenciál bázy T3 k zemi. Znižuje výstupné napätie, aby udržal nastavený prúdový limit. Výstup operáku K2 vyskočí do maxima, lebo výst. napätie je nižšie ako predpísané. Výstup K2 zároveň slúži ako napájanie pre R7 a dodáva prúd pre bázu T3.
Hodnotu prúdového obmedzenia určuje referenčné napätie (meniteľné), privedené na operák K1 a úbytok na snímacom rezistore 0,1ohm.
Dalo by sa to urobiť aj s dvomi diódami tak, ako to má DanielK, kde operáky K1 a K2 "súťažia", ktorý prevezme riadenie.
BORAICHOV-ZDROJ2.jpg
BORAICHOV-ZDROJ2.jpg (25.49 KiB) 3096 zobrazení
0

Charon
Okoloidúci
Okoloidúci
Príspevky: 49
Dátum registrácie: 22 Jún 2018, 13:15

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa Charon » 31 Dec 2020, 09:36

Ve schématu (analog-cast010_a.png) jsem vypustil IC5 a zakreslil jako(analog-cast011.png)

analog-cast011.png
analog-cast011.png

@balki, souhlas, dík za postrčení. Také mi schema (analog-cast010_a.png,analog-cast011.png) připadá přetranzistorovaný, tím spíš, že jsou bipolární (nemám je rád).

Princip regulace AC/DC je jednoduchý: s požadovaným růstem napětí na výstupu lineárního zdroje a tím i růstem výstupního napětí AC/DC musí klesat proud tekoucí diodou optočlenu OK1. Čím větší protéká proud diodou uvnitř OK1, tím je výstupní napětí AC/DC zdroje nižší. Neboli, optočlen OK1 protékajícím proudem tahá výstupní napětí AC/DC dolu.

Asi opustím cestu doplňování původního schéma AC/DC(005-Spínaný zdroj jako předregulace.JPG), nevyužiji napájení z čínského modulu a použiju napájení +5V od OZ. AC/DC zdroj nemůže utéct při zapínání a vypínání, zůstala mu původní regulace. Tím by celá ta tranzistorová hrůza((analog-cast011.png) ) mezi R32 a R22 mohla jít pod kytičky a zjednodušilo by se to.
Tak že uloha zní, při stoupajícím napětí z výstupu OZ IC4 ((analog-cast011.png)) musí klesat proud diodou optočlenu OK1 a ještě zajistit rozdíl napětí 5V mezi výstupem lineárního zdroje a AC/DC.
0

Používateľov profilový obrázok
boraicho
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 12406
Dátum registrácie: 03 Feb 2007, 00:00
Bydlisko: Prešov
Vek: 35
Kontaktovať používateľa:

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa boraicho » 31 Dec 2020, 12:44

StefanST len mne sa nezdá práve to že ak zruším spetnu vezbu tak to bude ako komparator a to sa mi práve nepáči. A nastavenie prudu je pomocou ref. napetia s hodnou ktorá je v milivoltoch sa mi tiež nepozdáva. Nehovorim že to nefunguje ale nechcem to použiť. A nechcem použiť ani rozdielovy zosilovač na snimanie prudu. Na snimanie prudu mám OPA192 a najlepšie v takom zapojeni ako to je nakrelene.

(Mám paru roky zdroj G400 (s menšou upravou) ale mne sa nepači to riešenie snimania prudu a v poslednom čase čosi štrajkuje. Tak ho chcem zahodiť.)
0
"Aj nevinne vyzerajúca súčiastka, môže byť príčinou nefunkčnosti zariadenia a tou kondenzator 100% je"
3D REBEL II + PLA + PETG
CNC 1810 na DPS

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 31 Dec 2020, 13:27

boraicho
Tak ako som ti písal, zapol som teda PC aby som ti to rýchlo nakreslil a to je dnes Silvester :D

Prikladám ti schémy postupu od jednoduchého (A) až po ideálny stav (C). Vychádzal som z tvojej ideovej schémy tak ako si ju nakreslil. Úmyselne som tam nechal všetky 3 obrázky, aby si pochopil ako sa k tým dvom diódam, čo si nerozumel, dá dostať :wink:

Ostatný si prosím zakryte oči pri pohľade na obrázky A a B. Sú len čisto na pochopenie zmien zapojení. Berte to len ako školský príklad.


Charon
Aby som na teba nezabudol.
Viem presne o čo sa snažíš, viem akú to má pre teba výhodu. Ale to čo sa pokúšaš riešiť je trošku komplikovanejšia úloha. Preto si zaslúži aj dlhší opis.

A) Nakoľko vstupuješ do feedback SMPS zdroja ktorý má prudko nelineárnu závislosť U_out od I_opto. Preto tam je ten TL431.

B) Ďalej riadiš tento zdroj z výstupu, teda cez ďalšiu regulovanú sústavu. Ak by si si nakreslil tok riadiacich veličín, zistil by si, že takáto sústava ako celok sa môže ľahko rozkmitať. Ty potrebuješ mať napätie na konci predregulátora stabilné a nezávislé od výstupu.

C) Použitie vypnutia výstupu ON/OFF v DC/DC tiež nie je ideálne v tomto prípade.

Preto mám veľké obavy o stabilitu ako celku. Nie je rozumné riadiť SMPS zdroj z výstupu iného, ktorý vlastne napája to iné. Chápeš čo tým myslím? Rozhodne neodporúčam z výstupu dc/dc prevádzať signál na riadenie prúdu do optočlenu. Ako som už spomínal táto závislosť nemusí byť lineárna a to ešte nehovorím o frekvenčnej kompenzácií fázy. Ono to nie je len o prevode U na I. Je to zložitejšie, a takéto nelineárne sústavy sa dosť zle počítajú. Nájsť nelineárnu funkciu ktorá presne opisuje tento prevod, je nesmierne ťažká úloha. :wink:

Teraz ak si pochopil, že to nie je rozumné, je na nájsť riešenie. Opäť ti napíšem že riešení je niekoľko. Každé má svoje výhody a nevýhody.

Úloha:
Použiť pre riadenie AC/DC priamo výstup informácie o napätí priamo z main MCU, pretože on presne vie aké napätie nastavil na výstup DC/DC. Nie je teda potrebné to ťahať z výstupu DC/DC.

Možné riešenia:
1. Použiť digitálny potenciometer priamo do ovládania feedback TL431. Výstupom z MCU potom bude digitálna informácia (SPI, I2C). Veľmi jednoduché riešenie.
2. Nechať celé riadenie feedback v AC/DC tak ako je. A pridať k tomuto celku ďalší regulátor s OZ. Výstupom z MCU potom bude výstup z DAC ktorý bude presne nastavovať výstupné napätie. Toto riešenie je zložitejšie, ale má aj svoje výhody. AC/DC ako celok ostane nezmenený, čo je len odobre, a bude slúžiť ako ochrana ak sa niečo v MCU pokazí. Potom budeš mať riadenie U AC/DC úplne pod kontrolou.

Sú aj iné riešenia ale tieto mi prídu ako celkom vhodné.
Prílohy
Školský príklad ovládania prúdu v lineárnom napäťovom zdroji.
Školský príklad ovládania prúdu v lineárnom napäťovom zdroji.
0

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 31 Dec 2020, 13:43

Charon
Akurát som si uvedomil, že ty chceš aj prúdový mód. :D O ktorom som neuvažoval. Ok trochu sa to opäť komplikuje.

Potom treba zabudnúť na tú možnosť 1. a urobiť to podľa možnosti 2. a použiť malú úpravu. Ostatné čo som písal vyššie naďalej platí. Zmena bude len tá, že teraz musíš brať informáciu priamo z výstupu tak ako si chcel.

To opäť kazí stabilitu ale po vhodnej filtrácií by to mohlo byť stabilné. Použitie filtru 1. rádu by mohlo pomôcť. Odfiltruje krátkodobé zmeny výstupného napätia (pri zmene záťaže) a filter 1. rádu je vždy stabilný.

Celé to ale môže byť ako som spomínal v bode 2 za použitia vlastného ERR AMP s kompenzáciou fázy. Ak budeš chcieť pomôžem ti aj so schémou.
0

Používateľov profilový obrázok
boraicho
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 12406
Dátum registrácie: 03 Feb 2007, 00:00
Bydlisko: Prešov
Vek: 35
Kontaktovať používateľa:

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa boraicho » 31 Dec 2020, 14:54

No vidim že si so mnou nedate rady, tak už len posledny krat :D vdaka za schemy, napr. v tej C , opäť ja nevravim že sú to nefunkčné obvody , ale sa mi nezda že C6 zrobi z komparatora (neviem či to správne nazvem) lineárny obvod, prekaža mi to tam.
Inač , je veľky problem ak by meranie prudu bočníkom prebiehalo na napajani? na strane kolektora výkonového tranzistora?
0
"Aj nevinne vyzerajúca súčiastka, môže byť príčinou nefunkčnosti zariadenia a tou kondenzator 100% je"
3D REBEL II + PLA + PETG
CNC 1810 na DPS

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 31 Dec 2020, 15:11

boraicho V princípe môže byť aj na kolektore. Len tam už nebude úplne splnená podmienka, že výstupný prúd je priamo úmerný meranému, nakoľko tam robí chybu bázový prúd.

S tým operákom kde je kompenzačná kapacita je to už tak. Proste to tak byť musí s tým sa musíš zmieriť :wink: Podstatné je to že to nieje komparátor, vždy je to lineárny OZ.
0

Používateľov profilový obrázok
boraicho
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 12406
Dátum registrácie: 03 Feb 2007, 00:00
Bydlisko: Prešov
Vek: 35
Kontaktovať používateľa:

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa boraicho » 31 Dec 2020, 16:39

Chyba, že to meria aj bazovy prud, by mne vobec nevadila, nakoľko by to možno bolo výhodne, z dovodu že vždy tam niečo tečie. Kedže odmietam aj použitie záporneho napetia pre OZ, tak je potom trochu problem ak je na vstupných svorkach 0V preto ak je nejaký stály mV na vstupe tak je to (si myslím) k úžitku.
V podstate chcem zdroj s dvoma potenciometrami , jeden na napetie a jeden na obmedzenie prudu (presnosť na mA nehrá rolu) teoreticky na papiery ak použijem bočnik 0R22 tak pri prúde MAX 3A (čo mi absolutne stačí) je ubytok 0,66V pri tomto napeti už sa otvára tranzistor na výstupe OZ ktorý začne obmedzovať/znižovať výstupne napetie. Ak bude tiecť 6mA pri bočniku 0R22 je napetie 0,00132 toto napetie ked zosilim 500x nám dáva 0,66. čiže teoreticky ak bočnik budem snimať tak ako v scheme (nie rozdielovym OZ) tak potenciometrom v SV s hodnotou 500K dosiahnem regulaciu 0,006A-3A


kompenzačna kapacita sa vypočitava alebo sa dava skusmo? od 10nF do 100nF?
Prílohy
IMG_20201230_180320.jpg
0
"Aj nevinne vyzerajúca súčiastka, môže byť príčinou nefunkčnosti zariadenia a tou kondenzator 100% je"
3D REBEL II + PLA + PETG
CNC 1810 na DPS

DanielK
Stály člen
Stály člen
Príspevky: 282
Dátum registrácie: 28 Feb 2015, 14:55

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa DanielK » 31 Dec 2020, 16:52

Dorazily součástky, tak dnes jsem udělal jen zdrojovou část. Vše podle očekávání, až na napětovou referenci MCP1501, ta má dle multimetru 2.0490 V to by bylo vpořádku. Avšak ošklivoskop ukázal co z toho leze :D To se mi zdá nepoužitlelné. :(

EDIT: Po odstranení C46 100n (na výstupu reference) už to nekmitá.
Prílohy
DS1Z_QuickPrint38.png
0

maskrtnik01
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 2564
Dátum registrácie: 20 Júl 2010, 00:00
Bydlisko: okolie KE
Vek: 27

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa maskrtnik01 » 31 Dec 2020, 17:15

Tá referencia nemá rada veľkú kapacitnú záťaž. Keď som dobre pozeral, priamo bez RC člena chce max. 300pF.

Skúste vyhodiť kondenzátor za referenciou.
0

maskrtnik01
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 2564
Dátum registrácie: 20 Júl 2010, 00:00
Bydlisko: okolie KE
Vek: 27

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa maskrtnik01 » 31 Dec 2020, 17:19

Akurát pozerám edit. No presne toto sa mi už raz stalo, ja som jej doprial dokonca 4u7+100n+10n, bol z toho pekný oscilátor. Myslím že to bola práve mcp1501.
0

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 31 Dec 2020, 17:39

DanielK tá frekvencia oscilácií 32.9k sa nápadne podobá frekvencií RTC 32.768kHz, ale náhody sa môžu diať :D

boraicho bez záporného zdroja to bude o to zložitejšie. Najmä ak sa dá veľmi ľahko odvodiť z napájania transformátora, prečo to neurobiť. Ten zisk 500x na jeden OZ je už trochu moc, to by už prúd bol utopený v šume. Urob to ako som ti radil, napríklad obrázok (C). S OZ je to vždy ľahšie ako s tranzistormi, tie sú veľmi nelineárne.
0

Používateľov profilový obrázok
StefanST
Pokročilý člen
Pokročilý člen
Príspevky: 778
Dátum registrácie: 20 Feb 2012, 22:25
Bydlisko: Nové Zámky

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa StefanST » 31 Dec 2020, 18:03

boraicho: Aké bude napájacie napätie, aké bude min. a max. výstupné napätie stabilizátora?

Pri nízkom výstupnom napätí zdroja (pod 1V) nebudú pracovať T1 a T2 a tým ani prúd. limitácia. A pri skrate tiež.
0

maskrtnik01
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 2564
Dátum registrácie: 20 Júl 2010, 00:00
Bydlisko: okolie KE
Vek: 27

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa maskrtnik01 » 31 Dec 2020, 18:13

balki: No ja verím tomu, že to bola nestabilita referencie kvôli tomu 100n kondiku. Neviem prečo, ale zrovna táto referencia (MCP1501) nemá rada výstupný c.

RTC oscilátor, čisto teoreticky, ak ho vôbec má v zapojení a je aktívny, ale verím tomu že to nie je tento prípad.
0

Používateľov profilový obrázok
boraicho
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 12406
Dátum registrácie: 03 Feb 2007, 00:00
Bydlisko: Prešov
Vek: 35
Kontaktovať používateľa:

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa boraicho » 31 Dec 2020, 18:21

Napajanie bude cca 25Vdc takže výstup čo ja viem dajme tomu 20V. Od 0V to nemusi isť. ak to pojde čo ja viem 1,25V - 22V bude to ok. ...Takže skrat jasne, bude sa to chovať divne, maš pravdu. asi to bude problem takto...

balki hovoriš že zosilniť napetie na bočniku 500x neni dobre, Takže je lepšie ho zosiliť menej napr 20x a potom toto napetie porovnavať s referenčnym napetim na +IN ktoré je v podstate len v milivoltoch?
Berme len ako príklad, preženiem to, podľa schemy C maš vstup 0-2,5V to by potom tá regulacia reagovala len na krajnej pozicii potenciometra kedže na vstupe -IN by sa pohybovalo napetie len v mV
0
"Aj nevinne vyzerajúca súčiastka, môže byť príčinou nefunkčnosti zariadenia a tou kondenzator 100% je"
3D REBEL II + PLA + PETG
CNC 1810 na DPS

Používateľov profilový obrázok
balki
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 1548
Dátum registrácie: 09 Jan 2007, 00:00
Bydlisko: Bratislava

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa balki » 31 Dec 2020, 18:37

maskrtnik01 je to možné a aj tomu verím, mal som už podobné problémy. Ako som písal, je to ale celkom veľká zhoda náhod :)

boraicho Ako som už písal, na schéme C to už máš skoro celé hotové. Urobil som pre teba viac než sa obvykle robí na Silvestra :D

Do finalu stačí zapojenie mierne upraviť. Prúd sa bude regulovať od 0 - 2,5A. Je ho možné akokoľvek meniť. Rovnako ako aj napätie. Stačí odstrániť záporné napätie a pôjde to podobne dobre, len nie až po 0V. Použi Rail-to-rail OZ a bude to ešte lepšie. Tým z mojej strany máš všetko čo potrebuješ k návrhu.
0
Naposledy upravil/-a balki v 31 Dec 2020, 18:43, upravené celkom 1 krát.

Používateľov profilový obrázok
boraicho
Ultimate člen
Ultimate člen
Príspevky: 12406
Dátum registrácie: 03 Feb 2007, 00:00
Bydlisko: Prešov
Vek: 35
Kontaktovať používateľa:

Re: Digitální regulovatelný zdroj

Príspevok od používateľa boraicho » 31 Dec 2020, 18:41

Charon, zaujíma ma , ako chceš riadiť obmedzenie prudu?
Máš tam rozdielovy OZ MAX4080 , zosilnenie predpokladam 20x. t.z. 20*(5*0,1)=10V čiže na vstup IC1 +IN budeš pri maximálnom výstupnom prude privádzať až 10V , lenže výstup DAC je len 5V čiže , max vstupny prud bude obmedzený len na 2,5A.
??
0
"Aj nevinne vyzerajúca súčiastka, môže byť príčinou nefunkčnosti zariadenia a tou kondenzator 100% je"
3D REBEL II + PLA + PETG
CNC 1810 na DPS

Napísať odpoveď
  • Podobné témy
    Odpovedí
    Zobrazení
    Posledný príspevok