Hi Leute, für meinen Step Up Wandler habe ich eine Stromregelung mittels UC3842 realisiert. Das Datenblatt findet ihr hier: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/UC3842B-D.PDF Für Duty Cycles unter 50% funktioniert sie auch einwandfrei. Jetzt würde ich sie gerne auf Duty Cycles über 50% erweitern. Im Datenblatt nimmt man einen Emitterfolger dafür (MPS3904 + Rshunt). Die entsprechende Erweiterung habe ich mal als Bild hinzugefügt. Die Theorie habe ich mir schon angeguckt und die Variante gewählt, dass die "künstliche" Rampe auf die Strommessung gelegt wird. Ferner weiß ich, dass die Steigung der künstlichen Rampe größer gleich 0.5*m_2 sein soll, wobei m_2 die Steigung des Stromes durch die Drossel ist, wenn der Schalter geöffnet ist. Ferner steht im Datenblatt geschrieben: "The compensating ramp can be derived from the oscillator and can be added to either the voltage feedback or current sense input" Ich muss ganz ehrlich gestehen: Ich weiß nicht, wie der Oszillator funktioniert. Ich habe aus dem Datenblatt aus der Graphik die Werte für R_T und C_T gewählt, die mir die gewünschte Schaltfrequenz geben. Da hört mein Wissen schon auf. Zur Info: V_In = 50 V V_Out = 60 V L = 1 mH R_Last = 100 Ohm Es wäre sehr nett, wenn mir jemand bei meinem Verständnisproblem bei der Slope Compensation helfen könnte. Danke und Gruß, al3ko
Angehängte Dateien:
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slope.png
59 KB
Die Gründe für Slope Kompensation hast du richtig erkannt. In der Theorie ist das richtig mit der Steigung des Drosselstromes, in der Praxis ist meist weniger notwendig, aber kann man leicht versuchen. Ob die Rampe auf den Stromsense oder Feddback gelegt wird ist völlig egal, wird ja nur verglichen. Die Amplitude des Oszilators ist bekannt (ich glaub 1,6V mit 1,2V Offset), bzw egal bei Welcher Frequenz konstant. Du kennst die Stromsteiheit, die Rampenamplitude. Durch den offset ist der Transistor immer mit Biasstrom versorgt. Über den Emitterwiderstand und dem Serienwiderstand(des Filters gegen Spiles) stellst du die AMplitude der Rampe ein. MFG
> Die Gründe für Slope Kompensation hast du richtig erkannt.
Ich aber nicht. Kannste mal erklären ?
Die Spannung an Ct stiegt während der Schalttransistor eingeschaltet
ist.
Da steigt auch der Strom durch die Drossel und damit der Spannungsabfall
am shunt.
Der Messwert, der vergleichen wird mit konstanten 1V, wird also nicht
"kompensiert" sondern im Gegenteil, je länger der Schalttransistor in
einem Puls an ist, um so mehr wird auf das Signal vom shunt
draufaddiert, es ist also bei länger dauernder Einschaltzeit weniger
Strom nötig um den PWM cycle abzubrechen.
Bloss was hilft es ?
Hi Fralla, vielen Dank für deinen Beitrag. Fralla schrieb: > Die Amplitude des Oszilators ist bekannt (ich glaub 1,6V mit 1,2V > Offset), bzw egal bei Welcher Frequenz konstant. Du kennst die > Stromsteiheit, die Rampenamplitude. Mir ist das noch nicht so ganz klar. Wo kann ich nachlesen, wie der Oszillator funktioniert? Ich sehe nur ein R_T und ein C_T und in der Mitte wird abgegriffen. Das sieht nach meinem Verständnis erstmal nach ner e-Funktion aus anstatt einer Rampe. Mein Verständnisproblem muss also beim Oszillator selbst liegen. Könntest du da vielleicht noch mal ein paar Zeilen zu schreiben? Dank dir! Gruß, al3ko
> Kannste mal erklären ? In diesm PDF, Fig.19 ist es beschrieben: http://www.b-kainka.de/Daten/Uregl/UC3842.pdf
>Bloss was hilft es ? Es hilft SHO (Subharmonische Oszilationen mit fsw/2) zu unterdrücken. Diese treten ausschließlich bei regelung mit peak current mode control und bei kontinuierlichem Strom auf (also beim typischen DICM Flyback niemals). Der Grund ist folgender: Im die Stromsteilheiten im der Drossel beim ein und ausschalten sind fix vorgegeben. Die Frequenz ebenso. Der Strom steigt mit einer fixen Rampe bis ein peakwert erreicht wird und abgeschaltet wird. Nun fällt der Strom mit dieser fixen Rampe. Im idealfall fällt der genau auf den Wert, bei dem eingeschaltet wurde. Liegt aber eine noch so kleine Abweichung vor (sei es der Strom selbst oder in der current sense Schaltung) tritt das Problem auf. Nehmen wir an die Rampe startet von einem geringeren Wert also beim vorigen Schaltzyklus (durch unumgängliche Kleinsignastärungen). Um auf den peakstrom zu kommen muss länger eingeschaltet werden da die stromsteilheit konstant ist. Nun ist das dutycycle hher und weniger Zeit zum abauen des Stromes. Somit startet des nächste Zyklus von einem weit höheren Wert. Der peakstrom wird schneller erreicht -> mehr Zeit für die negative Stromrampe (abschalten). Der folgende zyklus beginnt bei weniger Strom. Man sieht, das sich das ganze hochschaukelt und mit fsw/2 schwingt. Das ganze passiert nur wenn die Auschaltrampe kürzer ist als die einschaltrampe, also Dutycycle größer 50%. (Bei weniger Dutycycle stabiliert sich der Wandler von selbst). Das zumischen einer Ramp ist nicht anderes als Voltage Mode (auch direct duycycle control) Regelung hinzuzumischen. Besser vorstellbar wenn die Rampe vom Reglerwert(Stromsollwert) subtrahiert wird (bewirkt das gleiche) Dadurch wird der Peakstrom umso früher erreicht je knapper die Zeit in einer Schaltperiode wird. (Deshabl eine Rampe hinzumischen). Somit ist die Zeit zum Abschalten länger und der Strom stabilisiert sich wie wenn d<50%. Das ganze ist eine Tatsache von peak current mode control. Nicht umsonst haben moderne ICs eine Stromquelle im current sense Pin welche ohne extraschaltung ein Rampe aufsetzten. Die Rampe so nieder wie möglich (Stromsteigung) um nicht zuviel schwingfähige Voltage-Mode Regelcharakteristik zu bekommen. Die Rampe IMMER auf die höchste Eingangsspannung auslegen. >Das sieht nach meinem Verständnis erstmal nach ner e-Funktion aus >anstatt einer Rampe. Stimmt. Allerdings würde die e-Funktion 5V (referenz) erreichen. Bei 2,6V wird jedoch wieder entladen (lienar da Stromquelle von 8mA). Somit nutzt man den unteren bereich der e-Funktion welche recht linear ist. Für kompensationszwecke auch egal. Die Spannungslevel der Rampe kenn ich weil ich den IC früher oft verwendet hab, bin aber nicht sicher. Sieh trotzdem in den DB andere hersteller nach (TI, ST, etc) MFG Fralla
Hi Fralla, vielen Dank. Zwei Fragen hätte ich dann aber noch: Fralla schrieb: > Die Gründe für Slope Kompensation hast du richtig erkannt. In derTheorie > ist das richtig mit der Steigung des Drosselstromes, in derPraxis ist > meist weniger notwendig (1) Wie macht man es denn in der Praxis? (2) Meine Regelung SOLL für Duty Cycles <50% funktionieren. Allerdings fahre ich den Step Up Wandler mit einem Netzteil manuell von 0V auf V_In = 50V hoch. Das heiß, dass ich auch Duty Cycles >50% haben werde, wodurch die Regelung nicht funktioniert. Stört mich persönlich nicht, weil ich die Eingangsspannung eh manuell hochdrehe, bis ein Duty Cycle <50% erreicht ist. Ich würde die Slope Compensation ohne Bedenken einfach weglassen. Siehst du da irgendwelche Probleme? Danke und Gruß, al3ko
>(1) Wie macht man es denn in der Praxis? In der Praxis ist die Amplitude der addierten Spannung meist etwas kleiner. Man berechnet den Wert und reduziert dann sukzessive sie Rampe und beobachtet ob der Strom stabil bleibt (also aufeinanderfolgende Dreiecke gleich ausehen). >Ich würde die Slope Compensation ohne Bedenken >einfach weglassen. Siehst du da irgendwelche Probleme? Nein. Denn Fall hat man beim Startup oft, dass d>50% wird und der Strom etwas instabil wird. Dabei greift der regler noch nicht wenn Softstart. Aber auch wenn du mit Regelung die Einagngsspannung hochfaerst machen die instabilitaeten nur hoheren Rippel am Ausgang. Die Kompensation kannst du ohne Bedenken weggelassen werden, wenn du sicherstellst, dass die Strommessung zuverlaessig funktioniert. MFG Fralla
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