Digitální regulovatelný zdroj

[DanielK]

Ahoj,
Chci si zkusit udělat zdroj regulovatelný pomocí MCU. Simulace obvodu proběhla dle očekávání a jsem ve fázi kreslení analogové části. Jen nevím kam by bylo vhodné umístit nějaké kondenzátory, které by ošetřily rozkmitávání zdroje v reálných podmínkách, které nedokážu odsimulovat. Nepočítám vstupní filtrační kondenzátor a tu šestici kondenzátorů které budou použity pro napájení u OZ.
Díky za rady.

[balki]

V akom programe si ten zdroj odsimuloval? Podľa teba dopadla sim. podľa očakávaní. Ja tam vidím množstvo problémov. Jediný plus je že si to kreslil v Altiu.

[DanielK]

Odsimulováno v Tina-Ti. Rád se přiučím, co by bylo tedy vhodné udělat jinak?

[balki]

Tina-Ti je krám. Každý lepší simulátor by ti ukázal ako to kmitá.

Čo by bolo treba inak? Skoro všetko.

Postupne:
- použitie operáku LM358 je úplne nevhodné:
Datasheet: Or Dual Supplies: ±1.5V to ±16V ty máš 30 + 5V záporných. Alebo Single Supply: 3V to 32V a ty máš opäť 35V.
Jeho parametre to je jedna veľká bieda a teda nevhodný na dané pozície.
- Použitie OZ na plnné napájanie, teda na vytváranie regulačnej odchýlky, je rovnako úplne zlé.
- Meranie prúdu je ako zo školskej čítanky elektroniky. Dnes sa na to dajú kúpiť hotové čipy vynikajúcich parametrov alebo urobiť to inak.
- Zapojenie tranzistorov akože do Darlingtonu, zlé, chýbajú tam rezistory.
- Budenie Tranzistorov cez 33R = zlé. Preťažuješ výstup operáku pri impulzných odberoch zdroja.
- samotné meranie cez ADC nemá žiadnu filtráciu. (šírka pásma)
- operák pre prúd ovláda výstup cez opererák napätia = zle. menia sa tým prenosové vlastnosti zdroja pri pridaní kompenzácie.
- a keď už som pri kompenzácií, kde vlastne je??? ved to by pri prvom zaťažení kmitalo. Musí sa stabilizovať pracovná oblasť zdroja vo frekvenčnej oblasti. Osobitne pre prúd a osobitne pre napätie.

[jezevec]

V první řadě napiš, jaké parametry by ten zdroj měl mít. Bez toho to bude debata jen v obecné rovině.

[Atlan]

Ten vystup z dac bude pwm? 12bit, hodne odvazne.

[DanielK]

Díky za reakce.

Mé představy parametrů zdroje 0-30V 10mV krok, 0-1A 1mA krok

Výstup z DAC má Odporový žebřík 210k

Nerozumím těmto bodům:

Kód: Vybrať všetko

- Použitie OZ na plnné napájanie, teda na vytváranie regulačnej odchýlky, je rovnako úplne zlé.
- operák pre prúd ovláda výstup cez opererák napätia = zle. menia sa tým prenosové vlastnosti zdroja pri pridaní kompenzácie.
- a keď už som pri kompenzácií, kde vlastne je??? ved to by pri prvom zaťažení kmitalo. Musí sa stabilizovať pracovná oblasť zdroja vo frekvenčnej oblasti. Osobitne pre prúd a osobitne pre napätie.

Ještě popřemýšlím jak udělat tu regulaci omezení proudu abych to neposílal na vstup toho OZ pro nastavení napětí

OZ OPA454 má napájecí napětí ±5V to ±50V

[balki]

V prvom bode píšem, aby si nepoužíval High-Voltage amp. Radšej použi ďalší tranzistor. Alebo zmeň koncepciu. Nie je to úplne nutné pre funkciu ale do budúcnosti ti to odporúčam.

V druhých bodoch: Skús si doplniť do obrazku čo ti posielam kompenzácie a hneď dostaneš na ne odpoveď. Tým prevedieš tvoj zdroj z oblasti diskrétne pracujúcej do lineárnej

Spojenie dvoch err amp pre U a I sa obvykle robí takto:

[DanielK]

Já si právě nejsem jistý co je to ta kompenzace, v datasheetech se povídá o nějaké kompenzaci kmitočtové

Chápu správně že?:
Trimr nastavuje offset vstupů
1M5 dělá zpětnou vazbu, aby to mělo hysterezi
180p dělá kompenzaci, aby se vyrušil fázový posun

[balki]

Kompenzácia je to červené v obrázku čo ti posielam. Je to pre spínaný zdroj, ale v podstate je to to isté aj pre lineárny zdroj.

- Áno trimer nastavuje offset ale dnes a to už nerobí. A v prípade zdroja to vôbec nie je nutné. Tie pokojne vyhoď.
- Rezistory 1.5M rovno vyhoď, hysteréria to nie je, ale aj tak nemá čo robiť v regulátore.
- Áno 180p tvorí tú kompenzáciu.

[DanielK]

Takto by mohla vypadat ta kompenzace? Jaké hodnoty se běžně používají nebo jakým způsobem se to nechá spočítat?

[balki]

Správne nastavenie komenzačných prvkov je značne komplexná úloha. Vždy závisí od koncepcie zdroja. Výpočet je pomerne zložitý nakoľko vždy nepoznáš prenosovú funkciu sústavy. Preto sa na takéto úlohy využívajú simulátory. V nich si namodeluješ zdroj pre účely odladenia spätnej väzby na skokovú zmenu záťaže a typu záťaže. Nájsť integračnú konštantu takú aby bol zdroj stabilný do odporovej záťaže je pomerne jednoduché a je to prvý krok. Nájsť ale správne hodnoty pre skokové zmeny veľakrát vyžaduje aj použitie derivačného člena. V takomto prípade je úloha o dosť komplikovanejšia.

Podľa skúseností a praxe sa dajú nájsť v simulátore pomerne rýchlo (u DC zdrojov) predbežné hodnoty. S nimi sa zariadenie postaví a pri reálnych podmienkach zmeria. Hodnoty sa doladia na prototype a tým úloha končí.

Čiže najskôr dostaň zdroj do stability bez derivačného člena. Nájdením správnej integračnej kapacity obvykle 100pf až 10nF. Takýto zdroj je stabilný ale má obvykle veľké prekmity pri zmene záťaže. Potom zaraď derivačný člen o malej hodnoty 10-100pf a pridaj integračnú kapacitu aby bol opäť stabilný, postupnou iteráciou sa dajú hodnoty správne zladiť tak aby bol stabilný a mal minimálne prekmity. Ak výsledky sú zlé aj po dlhšom laborovaní, je zlá koncepcia. Prenosová sústava nemôže mať veľmi veľký zisk pretože zdroj nebude stabilný pri skokovej zmene. Rovnako by súčiastky mali pracovať v čo najlineárnejšej oblasti.

[DanielK]

Ahoj,
Abych nemusel používat High-Voltage amp. jak to má být zapojené s tím tranzistorem? zkoušel jsem s tím laborovat a nejblíže jsem se dostal s tímto zapojením, bohužel mohu napětí regulovat jen do 7V.

[balki]

Tak ako to máš ty sa to nerobí pretože ten PNP ide len po najviac 12V.

Použi túto koncepciu čo som ti nakreslil.
Táto koncepcia má ale veľký napäťový zisk, preto správne zvoľ rezistory aby si získal zápornú spätnú väzbu.
(Ak sa s tým budeš trápiť, potom ti to nakreslím a vyrátam ak budeš chcieť.)

[DanielK]

Já to zkusím, jen té koncepci nerozumím. Na bázích NPN tranzistorů v darlingtonu je velké napětí VCC přes R14. to znamená že ve výchozím stavu jsou ty tranzistory v saturaci, pokud chci menší napětí, tak OZ začne generovat záporné napětí čímž snižuje napětí na bázích toho darlingtonu a tranzistory se zavírají. Aby NPN tranzistor, který to napětí tahá do země mohl fungovat potřebuju mezi B a E vytvořit kladné napetí. Proto jsem tan dal ten PNP.

[balki]

Ja rozumiem tomu prečo si to tak urobil. A preto ti píšem, že ideálne bude zmeniť koncepciu na takú ako som ti nakreslil.

[DanielK]

Takže nějak takto by to mělo být? Hrál jsem si s hadnotama tech rezistorů a ještě pořád je tam vidět malý překmit 10mV při přechodu z eer režimu.

[balki]

Áno idea je právna.
* Nemáš tam správne hodnoty rezistorov, s nimi sa treba pohrať a nájsť lineárne režimy tranzistorov.
* Ďalej je nutné zabezpečiť všetky limity V_err hodnôt. V tvojom prípade Verr nadobúda hodnoty: 0V .. Vref. To znamená že pri V_err= Vref bude T3 naplno otvorený a okamžite sa zničí pretože v kolektore ma malý dynamický odpor, daný len prechodmi BE tranzistorov T1 a T2.
* Ďalej som písal o tom aby si tam zaviedol malú zápornú spätnú väzbu.

Tu som ti nakreslil prvotný návrh pre úlohy doladenia v siumulátore. Prekmit pri maximálnej a minimálnej záťaži sa doladí následne RC konštantami v kompenzátore.

[breta1]

Já bych místo R8 nebo do série s R8 dal diodu - přeci jenom signál na Verr nemusí mít čistou nulu a Q2 může zůstat trochu pootevřený.

[balki]

breta1 Err Amplifier je plne symetrický a teda teraz tam nie je nutná žiadna dióda. Neskôr ak to bude chcieť urobiť asymetricky, čo je tiež možné, potom sa samozrejme zaradiť môže.