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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Regelung SNT


Autor: Christoph A. (shadowrunner93)
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Mahlzeit!

Ich versuche gerade eine Regelung für mehrere Schaltnetzteiltypen zu 
entwerfen (Step-Up,Step-Down,Sperrwandler).

Das altbekannte Prinzip ist ja die Ausgangsspannung (mit Spannungsteiler 
heruntergeteilt) mit einem Sägezahn auf einen Komperator zu geben und so 
ein PWM-Signal zu erhalten -> fertig =)

Nun gibt es noch einiges was man noch hinzufügen könnte, Stichwort 
I-Anteil,D-Anteil usw..

Nun frage ich mich : Ist es klug einen Integrator/Differenzierer in 
einem Regelkreis hinzuzufügen?

Ich habe mir also den Wikipedia-Artikel und auch eine pdf von 
Schmidt-Walther 
(http://schmidt-walter.eit.h-da.de/snt/snt_deu/sntdeu6.pdf) 
durchgelesen.

Er hat in seiner Regelschleife einen PI-Regler verwendet. Soweit ich das 
verstanden habe ist der Grund die nicht sprunghafte Änderung des 
Regelausgangs wenn am Regeleingang die Spannung sich ein bisschen 
ändert. Welchen Sinn hat das? Ist es nicht besser die Regelung greift 
schneller als dass sie das Integral über einem bestimmten Zeitraum 
verwendet?

Hoffe meine Frage ist einigermaßen verständlich, das ist mein erster 
Exkurs in die Regelungstechnik. =)

Mfg
Christoph

Autor: Michi (Gast)
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Dein Schaltnetzteil, welcher Typ auch immer, hat eine 
Übertragungsfunktion (Induktivitäten, Kondensatoren). Um Diese 
entsprechend regeln zu können, braucht man einen PI-Regler. An sonsten 
wird es schwingen und am wahrscheinlichsten aufschwingen. Das wäre man 
richtig schlecht.

Die Erstellung der Übertragungsfunktion deines Schaltreglers ist im 
Übrigen kein richtiger Spass, wenn mann es denn ordentlich und vor allem 
real machen will.

Grüße
Michi

Autor: Christoph A. (shadowrunner93)
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Michi schrieb:
> Dein Schaltnetzteil, welcher Typ auch immer, hat eine
> Übertragungsfunktion (Induktivitäten, Kondensatoren). Um Diese
> entsprechend regeln zu können, braucht man einen PI-Regler. An sonsten
> wird es schwingen und am wahrscheinlichsten aufschwingen. Das wäre man
> richtig schlecht.
>
> Die Erstellung der Übertragungsfunktion deines Schaltreglers ist im
> Übrigen kein richtiger Spass, wenn mann es denn ordentlich und vor allem
> real machen will.
>
> Grüße
> Michi

Das ist mein erstes Schaltnetzteil, und natürlich ist für dieses SNT 
nicht das Ziel die perfekte Schaltung zu entwerfen/berechnen =)

Muss ich denn eine Übertragungsfunktion erstellen?

Und ich dachte der Sinn einer Regelung wäre dass das die Regelung alles 
erledigt und ich nur eine einigermaßen richtige Regelschleife entwerfen 
muss, ohne großartig Funktionen aufzustellen.

Natürlich sollten die Bauteile einigermaßen richtig gewählt werden.

Hier nochmal meine Frage, ein wenig einfacher ausgedrückt :
Für was brauche ich den Integrator in der Regelschleife und was ist der 
Nachteil ohne?

Autor: Michi (Gast)
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http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik#I-Regler

Der I-Anteil bringt die Abweichung zu Null. Langsam, aber er macht es.
Und die Übertragungsfunktion brauchst du doch (bekommst du doch), wenn 
du die Ströme durch die Speicherdrossel und die Kondensatoren am Ausgang 
berechnest.

Allerdings: Die meisten Regler-IC's haben eine interne und abgeglichene 
Regelung. National und so zumindest.
Bei den uc384x-Current Regulators wird da etwas spannender, ist abere 
auch keine Hexerei.

Wie sieht denn dein regelungstechnisches Grundwissen aus?

Michi

Autor: MaWin (Gast)
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Du BRAUCHST keinen I Anteil,
aber wenn du schnell auf Lastsprünge reagieren willst,
hilft dir ein D Anteil,
und wenn du exakt ausregeln willst ein I Anteil.

Das Problem an Schaltnetzteilen, vor allem im kontinuierlichen Betrieb, 
ist ja, daß sie sich nur langsam an veränderte Situationen anpassen 
können.

> Muss ich denn eine Übertragungsfunktion erstellen?

Du kannst es auch ausprobieren,
häng eine (elektronische) Last mit schnellen Lastwechseln dran,
und schau mit welchem PID-Anteil du am besten ausregelst.

Denn die Übertragungsfunktion in der Theorie stimmt nicht unbedingt mit 
der Wirklichkeit überein.-

Daher haben bessere Schaltregler-ICs auch immer ein 
RC-Kompensationsnetzwerk, mit dem man die Regeleigenschaften bestmöglich 
anpassen kann.

Autor: Christoph A. (shadowrunner93)
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Also, ich habe mir jetzt den Link von Michi durchgelesen. Die 
Regelungstechnik ist für mich ein völlig fremdes Gebiet, also bin ich 
auf eure Hilfe angewiesen. =)

Liege ich mit der Annahme richtig dass der PID-Regler mit allen Anteilen 
die besten Eigenschaften hat?

Gibt es bestimmte Richtwerte für die Faktoren Kp,Ki und Kd, oder ist das 
so schaltungsspezifisch dass ich es probieren MUSS?

Wie gesagt, es soll ERSTMAL keine perfekte Regelung werden (da es mein 
erstes SNT ist) , wird es wahrscheinlich auch nicht so schnell =)

mfG

Autor: ascii (Gast)
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Such mal nach den Herren Chien, Hrones und Reswick

Autor: Michi (Gast)
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Also ein PI-Regler reicht völlig aus. Und zum Probieren: Du hast die 
Sek-Induktivität und die Ausgangskapazität. Damit auch schon eine 
Eckfrequenz aus diesen beiden Komponenten. Setze die Grenzfrequenz 
deiner Regelung etwa 1/10 darunter und es wird wohl klappen. Nicht 
schnell, aber auch nicht schwingen. Wahrscheinlich...
Deswegen (unter anderem) werden ja bei Elkos und so der ESR mit 
angegeben.

Mit welchen Spannungen möchtest du denn arbeiten? Wenn die zu hoch 
werden, trage bitte eine Schutzbrille :-p ...mache ich auch!

Und wenns schwingt, dann hört man das im Übertrager.

Grüße

Autor: Christoph A. (shadowrunner93)
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Okay, also derzeit gibt es noch garkein SNT =)

Aber keine Sorge, mein erster SNT wird nicht am Netz hängen, geschweige 
denn mit noch höheren Spanungen zu tun haben.

Was ich Plane ist von 35V DC auf 12-15V DC, als Akku-Aufladegerät.

Zurück zum Regler :

Also einen Regler mit P und I-Anteil, diese Schaltung:
http://www.roboternetz.de/wiki/uploads/Main/piregler.gif

Mit Grenzfrequenz der Regelung sind eigentlich nur die Bestandteile der 
OPV-Schaltung (Link!) gemeint oder?

Ist es schwierig zu verstehen wieso die Schaltung sonst zu Schwingen 
beginnen kann?

Mfg

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Warum, frage ich mich, siehst du dir nicht einfach mal die Datenblätter 
und App-Notes der üblichen Verdächtigen (TI, LT, NS...) an?

> Liege ich mit der Annahme richtig dass der PID-Regler mit allen Anteilen
> die besten Eigenschaften hat?
Garantiert!
Zur Not kannst du den einen oder anderen Faktor ja auch zu 0 setzen... 
;-)

Autor: Christoph A. (shadowrunner93)
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Lothar Miller schrieb:
> Warum, frage ich mich, siehst du dir nicht einfach mal die Datenblätter
> und App-Notes der üblichen Verdächtigen (TI, LT, NS...) an?
>
>> Liege ich mit der Annahme richtig dass der PID-Regler mit allen Anteilen
>> die besten Eigenschaften hat?
> Garantiert!
> Zur Not kannst du den einen oder anderen Faktor ja auch zu 0 setzen...
> ;-)

Ich habe mir jetzt ein paar Datenblätter von National durchgelesen, da 
deren HP wirklich sehr übersichtlich aufgebaut ist und ich da meistens 
finde was ich brauche =)

Nur leider ist mir nicht ganz klar was genau ich aus den Datenblättern 
von Regler IC's herauslesen kann?

Mfg

Autor: MaWin (Gast)
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> als Akku-Aufladegerät

Da ist die Regelcharacteristic doch ziemlich schnurz.

Ein LM2576 tut's doch wunderbar, zuumindest in meinen ICS1700 Lader :-)

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