Guten Morgen zusammen, ich bin dabei für meine Studienarbeit einen Hoch-Tief-Setzsteller zu entwickeln. Nun hänge ich an der Regelung dafür. Diese möchte ich analog aufbauen und verwende dafür einen uC1842. Ich habe den Hochsetzsteller schon simulierte und ich weiß, dass es mit einem PWM-Modell funktioniert. Allerdings scheitere ich im Moment an der Beschaltung des UC1842. Meine Frage zum angehängten Schaltplan. 1. Die Beschaltung von Vcc ist so zu wählen, dass ich die Spannungsversorgung laut dem Datenblatt gewährleiste? 2. Vref gibt die Referenzspannung aus, welche ich für die Eingänge COMP, FB und ISENSE benötige? 3. Wie beschalte ich RT/CT und VREF richtig, damit ich eine Referenzspannung von 2,5V erreiche? 4. Verstehe ich nicht, wie ich den Eingang ISENSE beschalten muss, damit ich einen Spulenstrom von maximal 30A im Hochsetzsteller nicht überschreite. Ich habe leider keinerlei Erfahrung und Ahnung von Schaltungsentwurf und habe mich auch im Internet und Büchern schon durchgesucht, ohne Erfolg allerdings. Drum hoffe ich auf Mithilfe. Danke schonmal im Vorraus. Schue
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Hast du dir denn schonmal das Datenblatt genau angesehen? Dann würden sich schon einige Misverständnisse bei dir klären.
Ja das habe ich mir schon des öfteren durchgelesen, bin aber auch damit nicht wesentlich schlauer geworden.
> Hoch-Tief-Setzsteller an der Regelung dafür Soll es nun ein Steller oder was geregeltes werden ? > Die Beschaltung von Vcc ist so zu wählen, dass ich die > Spannungsversorgung laut dem Datenblatt gewährleiste? Ja, wäre gut. Deine Variante kostet zumindest eher viel Leistung. > 2. Vref gibt die Referenzspannung aus, > welche ich für die Eingänge COMP, FB Ja. > und ISENSE benötige? Nein. > 3. Wie beschalte ich RT/CT und VREF richtig, damit ich eine > Referenzspannung von 2,5V erreiche? RT/CT hat damit nichts zu tun. Die Referenzspannung liegt so wie ich das Datenblatt kenne immer noch bei 5V. Du wirst sie nicht auf 2.5V runterzwingen können. > 4. Verstehe ich nicht, wie ich den Eingang ISENSE beschalten muss, > damit ich einen Spulenstrom von maximal 30A im Hochsetzsteller nicht > überschreite. Wie im Applikationsblatt gezeigt. http://www.b-kainka.de/Daten/Uregl/UC3842.pdf Der UC3842 ist nun dermassen vielseitig dokumentiert, daß selbst Chinesen seit jahrzehnten problemlos Schaltungen damit zusammenbauen können. Mir macht vor allen Dingen Sorgen, daß du nur die Bauteile zusammenstöpselst, die du verstanden hast, und einfach alles weglässt, was du nicht verstanden hast. Vor allem das Thema Kompensation der Regelschleife scheinst du auf diese Art umgehen zu wollen. Dann scheint mir, daß du eine Spannung von 1200V (oder zumindest 600V) erzeugen willst, und mit 100 Ohm belasten willst, also 14.4kW oder zumindest 3600 Watt. Sei nicht überrascht, wenn das so einfach nicht klappt.
Danke schonmal für die Antwort. ICh möchte nichts umgehen, ich verstehe wirklich einige Funktionen / Bauteile nicht, das stimmt, deshalb habe ich sie auch nicht verbunden. Das ist ja aber auch der Grund, warum ich hier im Forum nachfrage. Dass mein Spannungsteiler für Vcc zu viel Leistung kostet, kann ich nachvollziehen, allerdings ist mir keine andere Möglichkeit eingefallen, als ein Spannungsteiler. Hier wäre vll. noch ein Stichwort nett, wie ich es anders lösen könnte. Bezüglich Vref und RTCT habe ich mich jetzt nochmal im Datenblatt belesen. Sehe ich es richtig, dass ich über die Gleichung f = 1/(0.55*RT*CT) die Frequenz des UC3842 einstelle, unter Beachtung: "For RT > 5 kΩ, td is small compared to tc"
> Dass mein Spannungsteiler für Vcc zu viel Leistung kostet, kann ich > nachvollziehen, allerdings ist mir keine andere Möglichkeit eingefallen, > s ein Spannungsteiler. Hier wäre vll. noch ein Stichwort nett, wie ich > es anders lösen könnte. Die üblichen Wandler laden über einen hochohmigen Widerstand einen Elko auf, wenn der voll genug ist beginnt der Wandler. Schafft es der Wanlder in absehbarer Zeit (Elko-Inhalt) die Ausgangsspannung zu erzeugen, erzeugt eine zweite Wicklung belastbare Hilfsspannung für den Regler. Wenn nicht, stoppt der Wandler wieder, das fiep fiep bei Kurzschluss eines Schaltnetzteiles entsteht so. Daher lohnt es sich, eine zweite Wicklung auf der Spule zu haben. Alle anderen effektiven Methoden, aus 300V belastbare 15V zu machen, erfordern sonst eine zweite Spule, gar einen zweiten Step Down Wandler. Daher ist die Art mit der Hilfswicklung schlau. > Bezüglich Vref und RTCT habe ich mich jetzt nochmal im Datenblatt > belesen. Sehe ich es richtig, dass ich über die Gleichung f = > 1/(0.55*RT*CT) die Frequenz des UC3842 einstelle, unter Beachtung: > "For RT > 5 kΩ, td is small compared to tc" bezüglich RTCT ist das richtig, aber mit VREF hat das nichts zu tun. Die ist wie die ist.
Mir sind noch einige Fragen gekommen, beim Durcharbeiten des Datenblatts: 1. Bezüglich Vcc, ist es da eine Möglichkeit, dies anstatt mit einem Spannungsteiler mit einem Spannungsregler (200V Eingangsseitig, 15V Ausgangsseitig) zu realisieren? 2. Bezüglich dem ISENSE, hier steht im Datenblatt die Gleichung imax=(N*1V)/RS - bezieht sich das imax nun auf den Maximalstrom meiner Leistungselektronik - Maximalstrom durch die Spule?
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Vout_IL_Vfb_Vcomp_UC3842out.PNG
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Hallo nochmal, ich habe meine Schaltung nun soweit umgearbeitet, dass ich einen funktionierenden Hochsetzsteller habe. Auch funktioniert meine Regelung fast richtig, einziger kleines Manko ist der hohe Spulenstrom am Anfang (2. Graph von oben - Bereich 0ms - 1ms). Das Problem mit Vcc habe ich vorerst mit einer 2. Spannungsversorgung umgangen, hier werde ich nachfragen ob es auch möglich ist, eine direkte Spannungsversorgung (Netzteil) anzuschließen. Dennoch noch ein paar Fragen: 1. Wie kann ich meine Schaltung noch anpassen, dass der anfängliche hohe Strom umgangen wird? Muss ich hierzu eine Art Rampenfunktion verwenden, die die PWM über den UC3842 festdefiniert hochfährt? 2. Ich bin mir nicht sicher, ob die Spannungen der Eingänge COMP - V(err) - und Vfb - V(fb) - nicht gleich sein müssen. Oder muss hier nur der Vfb Eingang die entsprechenden 2,5V +- 2% aus dem Datenblatt erreichen und der COMP-Eingang muss der Referenzspannung entsprechen / entspricht ihr? 3. Die angesprochene Kompensation der Regelschleife sagt mir momentan nichts. Könnte dies bitte etwas genauer ausgeführt werden, da ich nicht glaube, dass ich eine Kompensation in meiner aktuellen Schaltung (unwissend) implementiert habe. Wie immer rießigen Dank an die Mithelfenden
>1. Wie kann ich meine Schaltung noch anpassen, dass der anfängliche hohe >Strom umgangen wird? Muss ich hierzu eine Art Rampenfunktion verwenden, >die die PWM über den UC3842 festdefiniert hochfährt? Kann keine Regelung verhindern und auch keine Rampe oder Softstart. Ist doch klar das der Strom so hoch ist, denn wie soll er begrenzt werden? DIe PWM hat null Einfluss auf den Strom am Anfang. Da hilft nur eine Inrush Schaltung. >2. Ich bin mir nicht sicher, ob die Spannungen der Eingänge COMP - >V(err) - und Vfb - V(fb) - nicht gleich sein müssen. Der Regler hat keinen I-Anteil also wird das nicht gleich werden. Mach C5 in Serie zum R und einen extra Kondensaotr parallel. R7 zum Isense filtern ist zu hochohmig. Um mehr zu zum hingemurksten Regler sagen braucht man die Ein und Ausgangssspannungsbereiche und den ESR-Bereich (warm und kalt) des Ausgangskonensators. Der Lastwiderstand von 100Ohm deutet auf so 1kW hin, wird schwer bei deinem Kenntnisstand. MFG Fralla
Die Eingangsspannung liegt bei konstanten 200V und die Ausgangsspannung soll auf 600V geregelt werden.
> 1. Wie kann ich meine Schaltung noch anpassen, dass der anfängliche hohe > Strom umgangen wird? Muss ich hierzu eine Art Rampenfunktion verwenden, > die die PWM über den UC3842 festdefiniert hochfährt? Eigtentlich reicht es, R6 grösser zu machen, damit der Wandler nicht mehr Leistung trasportieren kann, als nötig ist. Das schont auch Spule und Transistor. Natürlich kann man auch slow turn on implementieren, das macht man normalerweise in dem VRef per Kondensator nur langsam steigen darf, aber Vref wird im UC3842 auch für den Oszillator verwendet. Ich glaube, man müsste für slow turn on bei UC3842 einen externen OpAmp verwenden. > 2. Ich bin mir nicht sicher, ob die Spannungen der Eingänge COMP - > V(err) - und Vfb - V(fb) - nicht gleich sein müssen. Oder muss hier nur > der Vfb Eingang die entsprechenden 2,5V +- 2% aus dem Datenblatt > erreichen und der COMP-Eingang muss der Referenzspannung entsprechen / > entspricht ihr? COMP wirkt rück auf VFB, wie jede Kompensation jedes OpAmps. > 3. Die angesprochene Kompensation der Regelschleife sagt mir momentan > nichts. Könnte dies bitte etwas genauer ausgeführt werden, da ich nicht > glaube, dass ich eine Kompensation in meiner aktuellen Schaltung > (unwissend) implementiert habe. DU musst die Reaktion des Schaltreglers auf Lastsprünge prüfen und die Kompensation so einstellen, daß die Regelung möglich schnell aber ohne massive Überschwinger erf9lgt. Kompensation kann man nicht theoretisch berechnen, weil sie von Bauteil-Nebenwerten abhängt. http://eelab.sjtu.edu.c n/dlsy/xp/%E5%BC%80%E5%85%B3%E7%94%B5%E6%BA%90%E6%89%8B%E5%86%8C[%E8%8B% B1%E6%96%87].pdf
>Natürlich kann man auch slow turn on implementieren, das macht man >normalerweise in dem VRef per Kondensator nur langsam steigen darf, aber >Vref wird im UC3842 auch für den Oszillator verwendet. Nützt aber bei Boost überhaupt nichts solange die Spannung am Ausgang kleiner ist (was immer der Fall ist, wenn der Ausgangskondensator entladen ist). >Kompensation kann man nicht theoretisch >berechnen, weil sie von Bauteil-Nebenwerten abhängt. Stimmt einfach nicht. Man kann natürlich denn Regler nicht auf das Hz genau auslegen, aber man sehr wohl im vorhinein abschätzen bei welcher Frequenz man die Nullstelle hinlegt. Bzw kann man beim Boost berechnen in welchem Bereich sich der Pol (einer) bewegen wird. Das hängt num mal von L und C, bzw dem Dutycycle ab(wleches durch Verluste eben etwas höher wird). Genauso kann man vorausrechnen ob der ESR über die Temp hinweg in einem Bereich liegt, wo er hilft die Phase zu heben. (Bei Elkos in der regel ja, Kerko fast nie). Mit Berechnungen kann man den Regler garantiert so hinsetzten das er auf anhieb stabil ist und halbwegs gut ausregelt, dann erfolgt das "Feintunig" auf Lastsprünge bei verschiedenen Eingangsspannungen und Temperaturen. Womöglich wird auch etwas Voltage-Mode in den Regler zu mischen sein was über die Oszilatorrampe in Kombination mit einem kleinen Bipolar leicht möglich ist. >Die Eingangsspannung liegt bei konstanten 200V und die Ausgangsspannung >soll auf 600V geregelt werden. Also 3.6kW? Da würde ich nicht mit einer so noiseanfälligen peak-current Mode Regeln. Beim Schalten werden massive Spikes am Isense entstehen die du stark wegfiltern musst (was Prombeleme im Lightload Bereich macht und die Ansprechzeit auf Überstrom erhöht). Besser wäre ein exterens LEB (Leading Edge Blanking). Oder ein anderer Controller (zb ein PFC controller, dem kann mach auch sagen er soll DC ziehen) mit mehr Sicherheits und Regelfeatures (LEB, Rampenkompensation, Softstart, Powerlimit, Burstmode, etc). Aber mit dem standard UC3842 gehts auch, bzw kann man die Zusatzsachen extern machen. MFG Fralla
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