Hallo zusammen, ich möchte mir bei einem Step-Up Converter, der recht viel Leistung übertragen soll, den Ausgangsspannungsrippel sehr klein machen. Dabei geht es gerade darum, zu schauen, ob ein nachgeschalteter LC-Filter da gut reinpassen könnte (Versuche sagen ja, außer, dass die Regelung ggf. aufwendiger wird). Mein Filter sieht so aus, dass ich nach der Step-Up-typischen Diode meinen Speicherkondensator nach Masse habe. Am Ausgang anknüpfend liegt dann nochmal ein LC-Tiefpass, bevor es dann endgültig nach draußen geht. Da ich aber nicht ständig "blind" in LTSpice irgendwelche Zahlenwerte eingeben möchte, die mir dann sagen, ob das schön aussieht, oder nicht, brauche ich eine etwas analytischere Form, den Ausgangsspannungsrippel mit nachgeschaltetem LC-Filter zu bestimmen (/berechnen). Möchte ich mein Filter mittels klassischer Wechselstromlehre komplex berechnen, endet das in ziemlich heftigen Riesenbrüchen, die nicht gerade toll sind. Das ganze über systemtheoretische Ansätze ins komplexe zu übersetzen (Laplace/Fourier) ist mir bisher noch ein Rätsel, da die Schalter/Dioden eine verdammt hartnäckige Nichtlinearität darstellen (Mittelwertmodelle dieser Bauteile für die Regelkreise haben hier keine Gültigkeit, wenn ich das richtig sehe). Ich bin also auf der Suche nach einer Möglichkeit, diesen belasteten Filter etwas angenehmer zu berechnen / modellieren, oder eine numerische Lösungsvariante zu finden, die mir dennoch viel Platz für Verständnis und Analyse bietet (ich denke da an MATLAB, hänge aber noch ein wenig). LTSpice fällt bei mir bedingt raus, da die vorhandene Simulation durch ihre Komplexität schon sehr träge geworden ist. Da ist Durchprobieren kein Spaß mehr. Zu MATLAB habe ich gerade beim Schreiben eine Idee bekommen, analytisch wäre es trotzdem schöner :) Vielen Dank und Gruß alias5000
oh sorry, ich war verwirrt :s
tilt... Eine wunderschöne Beschreibung, grammatikalisch einwandfrei, nur komplett ohne Zahlenwerte..... Stop, stimmt nicht ganz. Ganz am Schluss steht 5000....
Was du suchst ist ein lineariseirtes Kleinsignalmodel eins Converters, such nach "Space State Averaging" SSA. Hat den nachteil das auch das Filter lienarisieren muss. Es gibt auch "PWM-Switch" Modele, wo nur die Schaltzelle lineariseirt wird. Problem beim nachgeschlteten Filter ist das es die Phase des Systems noch weiter runterzieht und die Regelung erschwert, oder das Filter liegt weit hinter der Crossoverfrequenz der open Loop Übertragungsfunktion. Alternativ kan man vor dem Filter Regeln, was Oszilationen bei unguten Lasttransieten nicht ausregelt. Weiterer Ansatz ist eine Aufteilung der Regelung in eine "fast-lane" und "low lane" (vor und nach filter) diese werden dann gewichttet wobei die gewichtung wieder Lastabhängig und usw sein kann. Amnsonsten ist es ja nur ein LC filter mit Lastabhängiger Güte. Grenzfreuquenz niedrig -> Auswirkung auf Regler, zu Hoch ungenügende däpfung der Rippleoberwellen. L zu groß -> schlechtes Verhalten be Lastabwurf.
Fralla schrieb: > Problem beim nachgeschlteten Filter ist das es die Phase des Systems > noch weiter runterzieht und die Regelung erschwert, oder das Filter > liegt weit hinter der Crossoverfrequenz der open Loop > Übertragungsfunktion. Da verstehe ich noch nicht ganz, was du mir sagen möchtest. Ich hänge glaube ich ein wenig bei "Crossoverfrequenz" > Alternativ kan man vor dem Filter Regeln, was > Oszilationen bei unguten Lasttransienten nicht ausregelt. Meinst du mit "Lasttransienten" die schnelle Laständerung am Regler? >Weiterer Ansatz > ist eine Aufteilung der Regelung in eine "fast-lane" und "low lane" (vor > und nach filter) diese werden dann gewichttet wobei die gewichtung > wieder Lastabhängig und usw sein kann. > > > Amnsonsten ist es ja nur ein LC filter mit Lastabhängiger Güte. > Grenzfreuquenz niedrig -> Auswirkung auf Regler, zu Hoch ungenügende > däpfung der Rippleoberwellen. L zu groß -> schlechtes Verhalten be > Lastabwurf. und C groß -> langsameres Einschwingen Das letzte klingt so simpel, aber berechnen muss ich das erstmal trotzdem vielen Dank schonmal! alias5000
>Da verstehe ich noch nicht ganz, was du mir sagen möchtest. Ich hänge >glaube ich ein wenig bei "Crossoverfrequenz" Der wunsch beim Regeln ist eine Phasenreserve, dh eine Pahse größer 180° beim Nulldurchgang. Ein Schaltregler ist je nach Regelungskonzept ein System 1er oder 2er Ordung. dh die Phase wird mit steigender Frequenz gegen 180°/90° gezogen. Ein gut dimensionerter Regler hebt die Phase in diesem Bereich (Nulldurchgang) an. Die Dimensioneirung und typ des regler bestimmt wie hoch die Phase gehoben wird. (oft als Phase Boost bezeichnet). Nun kommt jemand und hängt ein LC Filter hinten dran. Dieses zieht die Phase um 180° nach unten, im bereich der Granzfrequenz um 90°. Wenn dieses Filter jetzt nach dem Nulldurchgang liegt (wo der Regler die Phase hebt) wird die Phase nach unten gezogen und man nähert sich 180° der Instabilität. Ist die Frequenz aber deutlich höher als der Nulldurchgang, so stört diese Filter den Regler nicht, oder nimmt eben nur ein wenige Grad Phasenreserve weg. Die kunst ist es das Filter niederfrequent (um gut zu filter) zu machen den regler so abzustimmen das immer noch genügend Phasenresere da ist. (In Wirklichkeit hat jeder Wandler noch Nullstellen die die Phase heben, das hilft je nach Lage). In der PN Ebene betrachtet zeiht ein Filter die Polstellen nach rechts (und das bedeutet böses). Die Frequenz des Nulldurchganges ist die Crossoverfrequenz. Doch auch der beste regler kann nicht verhindern, dass sich bei einem Lastabwurf der Strom der Filterinduktivität in den C entläft und dessen Spannung hebt. Ist er groß dann nur wenig. Das größte Probelm ist, das man aber den Spannungsabfall am ESR sieht (ein zacke). MFG
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